Ein Durchbruch bei kohlenstoffarmem Ammoniak

Was wäre, wenn kohlenstoffarmes Ammoniak in großem Maßstab kostengünstig produziert werden könnte? Als äußerst vielseitige Substanz mit Anwendungen von der Seeschifffahrt bis hin zu Düngemitteln ist kohlenstoffarmes Ammoniak seit langem mit Kostenbarrieren konfrontiert. Wasserstoff macht aus Massensicht fast 20% der Verbindung aus, und die Technologie zur Herstellung von H₂ mit geringerer Kohlenstoffintensität war deutlich teurer als die Nutzung fossiler Brennstoffe ohne Emissionsminderung. Ohne finanzielle Anreize zur Schaffung eines tragfähigen Marktes haben diese Hürden das Potenzial von Ammoniak für Netto-Null-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg beeinträchtigt.

Doch tief im Herzen von Texas zeichnet sich eine vielversprechende Lösung ab.

Etwas außerhalb von Beaumont haben sich drei Unternehmen – OCI Global, Linde und ExxonMobil – zusammengeschlossen, um ein einzigartiges Projekt zu errichten. Es besteht aus drei unabhängigen Anlagen, die Ammoniak mit geringen Emissionen durch Kohlenstoffabscheidung und dauerhafte Speicherung produzieren können. Der benötigte Wasserstoff stammt nach wie vor aus der bewährten autothermen Reformierung (nicht aus der Elektrolyse, die sich im großen Maßstab noch nicht bewährt hat) mit einem Verfahren, das die erzeugten Treibhausgase (THG) abfängt und speichert.

Im August vereinbarte Woodside [1], die Anlage von OCI für $2,35 Milliarden zu erwerben. OCI wird nach Abschluss des Projekts in der zweiten Hälfte des Jahres 2025 die volle Verantwortung für die Bereitstellung einer voll besetzten und betriebsbereiten Anlage tragen.

Das Texas Blue Clean Ammonia-Projekt soll 2025 online gehen und ist in der Lage, mehr als 951 TP3T der Scope-1-Treibhausgasemissionen von Wasserstoff tief unter der Erde zu erfassen, zu transportieren und zu binden.

Sobald die Anlage in Texas in Betrieb ist, wird sie im Vergleich zu herkömmlichen Methoden der Ammoniakproduktion etwa 801 TP3T weniger Treibhausgasemissionen im Endprodukt erzeugen.[2] Ohne die Kosten und die unsichere Skalierbarkeit der Elektrolyse könnte der innovative Produktionsprozess der Anlage auch die Nutzung von kohlenstoffarmem Ammoniak ausweiten, indem er Kostenbarrieren überwindet, die in der Vergangenheit eine Einbeziehung eines größeren Teils der globalen Energieversorgungskette verhindert haben. Der Schlüssel liegt darin, regulatorische Anreize sowohl auf der Produktions- als auch auf der Nachfrageseite zu nutzen, darunter First-Mover-Vorteile und niedrigere Baukosten, zusammen mit günstigen Vorschriften in ausgewählten globalen Märkten, die die Nachfrage nach kohlenstoffarmem Ammoniak und engen Kundenbeziehungen fördern. Dadurch können die neuen Eigentümer Woodside Energy eine langfristige Marktfähigkeit erreichen.

Projektdetails

Das Texas Blue Clean Ammonia-Projekt profitiert von den Vorteilen des Vorreiters, was zu niedrigeren Baukosten führt, und erhält zudem Rückenwind durch regulatorische Anreize im Rahmen des US Inflation Reduction Act. Doch damit enden die Kostenvorteile noch nicht. Durch die Nutzung bestehender Industriepipelines an der US-Golfküste können die drei Unternehmen die Kosten für die Entwicklung neuer Infrastruktur erheblich senken. Diese Umnutzung ist ein entscheidender Teil der Einführung.

Tatsächlich verfügt die Region derzeit über eine umfangreiche Pipeline-Infrastruktur und Wasserstoffspeicherkapazitäten sowie einen großen Kundenstamm, der die erweiterte Kapazität der Anlage zur Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff mit Energie versorgen kann. Dies ist nicht nur für den unmittelbaren Marktbedarf eine vorteilhafte Konstellation, sondern auch als Modell, um Industrien und Regierungen anzuziehen, die zunehmend nach Möglichkeiten suchen, ihre Emissionsziele zu erreichen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Die Umweltvorteile dieses Projekts werden bald offensichtlich werden, denn geschätzte 2,2 Millionen Tonnen CO₂ Es wird erwartet, dass jährlich 1,1 Millionen Tonnen Ammoniak abgesondert werden. In der ersten Phase kann die Anlage bereits 1,1 Millionen Tonnen Ammoniak pro Jahr produzieren. Die Infrastruktur ist bereits vorhanden, um diese Kapazität zu verdoppeln.

Als Plattform zur Deckung der weltweiten Nachfrage dürfte dieses System dann die globale Verfügbarkeit von kohlenstoffarmem Ammoniak stärken und dazu beitragen, die Kohlenstoffemissionen in einer Reihe schwer zu dekarbonisierender Sektoren zu senken. Dazu gehören bestehende Märkte wie die Düngemittelproduktion und die industrielle Fertigung sowie neue Märkte in der Stromerzeugung und der kohlenstoffarmen Schifffahrt.

Doch das ist erst der Anfang.

Wirtschaftliche Vorteile und Skalierbarkeit

Das Texas Blue Clean Ammonia-Projekt ist das erste seiner Art, das die neu entstandene Nachfrage in großem Maßstab befriedigen kann, dank regulatorischer Anreize der Europäischen Union und Japans, die den Markt für kohlenstoffarmes Ammoniak ankurbeln. Durch die Schaffung von Skaleneffekten nutzt das Projekt größere Produktionsanlagen, um die Stückkosten zu senken und einen Herstellungsprozess zu schaffen, der im Vergleich zur kohlenstoffintensiven Ammoniakproduktion wettbewerbsfähiger ist. Tatsächlich könnten die Folgeeffekte durchaus branchenübergreifende Auswirkungen haben.

Diese Dynamik wird durch die Zusammenarbeit ermöglicht, dank der vereinten Fachkompetenz, Infrastruktur und Investitionen von OCI Global, Linde und ExxonMobil.

Solche Partnerschaftsmodelle nutzen nicht nur gemeinsame Ressourcen und senken die Kosten, sondern gelten auch als gut replizierbar, was wiederum die Nutzung von kohlenstoffarmem Wasserstoff als Rohstoff für Ammoniak erweitert. Letztendlich ist diese Art der Nutzung das größere Ziel. Bei der kohlenstoffarmen Ammoniakproduktion geht es nicht nur darum, die Emissionen in einzelnen Sektoren zu reduzieren, sondern ganze Branchen zu revolutionieren und die Lücke zwischen der traditionellen kohlenstoffintensiven Produktion und der wachsenden Verbrauchernachfrage nach einer nachhaltigeren Welt zu schließen.

Um erfolgreich zu sein, benötigen Branchenführer regulatorische Unterstützung. Mehr Anreize können die Nachfrage nach kohlenstoffärmeren wasserstoffbasierten Produkten, Ammoniak oder anderen Produkten, ankurbeln. Die Hersteller benötigen Investitionen von anderen Interessengruppen, um den globalen Markt für kohlenstoffärmere Produkte zu vergrößern und diese Pionierarbeit zu fördern. Nur wenn wir gemeinsam alle Lösungen verfolgen, einschließlich kohlenstoffarmem Ammoniak, können wir Netto-Null-Emissionen Wirklichkeit werden lassen.

[1] Am 5. August 2024 schloss OCI einen verbindlichen Kaufvertrag über den Verkauf von 100% seiner Beteiligung Texas Blue Clean Ammonia an die Woodside Energy Group Ltd ab, vorbehaltlich der üblichen Abschlussbedingungen und der Zustimmung der Aktionäre. Die Transaktion wird voraussichtlich noch in diesem Jahr abgeschlossen.

[2] Die Schätzungen zur Reduzierung der Treibhausgase basieren auf Lebenszyklusanalysen. Die Schätzungen der Kohlenstoffintensität sind vorläufig und können sich aufgrund der endgültigen Technologiegestaltung, der Verfügbarkeit von Hintergrunddaten und der von der Politik abgeleiteten Ökobilanzmethodik (z. B. GREET H) ändern.₂).