Wo auf der Welt könnten CO2-neutrale Brenn- und Kraftstoffe zu welchen Kosten in welcher Menge auf nachhaltige Weise produziert werden – und welche Kosten verursacht deren Export nach Europa? Das stellt der PtX-Atlas des Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE im Detail dar.
Nun haben die Fraunhofer-Forscher ihren PtX-Atlas erweitert: Er liefert jetzt auch Daten zu den Produktionspotenzialen von grünem Ammoniak in 97 Ländern und Gebieten weltweit. Auch die jeweiligen Erzeugungs- und Transportkosten führt er auf. Dazu haben die Wissenschaftler die Detailanalysen des PtX-Atlas von nahezu 600 Standorten um die Modellergebnisse zu grünem Ammoniak ergänzt. Aus den Analysen für das Szenario-Jahr 2050 geht hervor, dass die Gesamtkosten von Ammoniak in vielen Fällen unter denen von E-Fuels, Methanol sowie Flüssigmethan und -wasserstoff liegen.
Der erweiterte PtX-Atlas ist online kostenfrei zugänglich. Die methodischen Ansätze und die Datengrundlage sowie die wichtigsten aggregierten Ergebnisse der Analysen stellen die Fraunhofer-Forscher in einem Working Paper vor. Finanziert wurde die Ergänzung des Atlas um Ammoniak vom Bundeswirtschaftsministerium.
„Unsere Analysen geben einen langfristig orientierten Ausblick auf die Importmöglichkeiten von grünem, also mit erneuerbaren Energien erzeugtem Ammoniak“, sagt Projektleiter Maximilian Pfennig vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE. „So macht der PtX-Atlas deutlich, an welchen Standorten weltweit es sinnvoll ist, aus dem mit erneuerbarem Strom erzeugten Wasserstoff in einer weiteren Wandlungsstufe grünes Ammoniak für den Export nach Europa zu erzeugen – und wo andere PtX-Energieträger Vorteile haben.“
Ammoniak hat Vorteile beim Transport
Betrachtet man allein die Produktion von grünem Ammoniak, ist Chile den Analysen zufolge mit Kosten von 67 Euro pro Megawattstunde der weltweit günstigste Standort. Im globalen Mittel liegen sie bei 92 Euro pro Megawattstunde. Damit ist Ammoniak in der Erzeugung etwa 21 Prozent günstiger als E-Fuels und Methanol. Im Vergleich zu Flüssigwasserstoff verursacht die Produktion von Ammoniak allerdings fünf Prozent höhere Kosten.
Der Vorteil von Flüssigwasserstoff schwindet jedoch, wenn man den Transport berücksichtigt: Da für weite Strecken speziell ausgerüstete Schiffe eingesetzt werden müssen, ist die Beförderung auf dem Seeweg sehr teuer. „Flüssigwasserstoff ist gegenüber Ammoniak in vielen Fällen nur dann konkurrenzfähig, wenn das Ammoniak nicht direkt genutzt wird, sondern in Europa aufwändig in Wasserstoff umgewandelt werden muss“, fasst Projektleiter Pfennig zusammen.
Auch im Vergleich mit E-Fuels, Methanol und Flüssigmethan sind die Importkosten von Ammoniak günstiger, zeigt der erweiterte PtX-Atlas. Beim Import aus nahegelegenen Regionen wie etwa Marokko liegen die Kosten um etwa 18 Prozent niedriger, bei weiter entfernten Ländern wie Australien sind es immerhin noch sieben Prozent.
Kanada ist weltweit günstigster Standort
Besonders gut sind die Bedingungen für Ammoniak-Importe aus Kanada. In keinem anderen Land mit großen Flächenpotenzialen zur nachhaltigen PtX-Erzeugung sowie guten sozioökonomischen Bedingungen sind die Gesamtkosten – Erzeugung plus Transport – so niedrig wie dort. Die europäische Energiewirtschaft sieht bereits erste Importe aus Kanada vor und hat kürzlich Vereinbarungen über Lieferungen von bis zu einer Million Tonnen grünes Ammoniak ab 2025 geschlossen, das an der Ostküste des Landes erzeugt werden soll. Zudem sind die deutsche und die kanadische Regierung eine Wasserstoff-Partnerschaft eingegangen.
Auch Chile, Argentinien oder Marokko sind attraktive Länder für den Import von grünem Ammoniak nach Europa. Hier liegen die Gesamtkosten im Mittel bei rund 100 Euro pro Megawattstunde. Dabei könnte Marokko eine besondere Bedeutung bekommen: Das Land gehört bereits heute zu den größten Düngemittel-Exporteuren der Welt. Entsprechend umfassend sind Erfahrung und Kompetenz im Umgang mit Ammoniak. Auch ist die nötige Infrastruktur hier bereits gut ausgebaut.
Grafik: Fraunhofer IEE
Ammoniak: Grundstoff und Energieträger
Ammoniak lässt sich entweder direkt nutzen, etwa für die Produktion von Düngemitteln und Chemikalien, oder aber als Energieträger für Wasserstoff verwenden. Die Stickstoff-Wasserstoff-Verbindung wird im sogenannten Haber-Bosch-Verfahren hergestellt. Stammt der eingesetzte Wasserstoff aus einer Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Quellen, darf das Ammoniak das Label »grün« tragen – es ist weitestgehend klimaneutral.
Anders als Wasserstoff lässt sich Ammoniak ohne größeren Energieaufwand verflüssigen und speichern. Damit kann man es gut transportieren. Da Ammoniak ein etabliertes Produkt im Rohstoffmarkt ist, existieren bereits globale Infrastrukturen für das Speichern und Transportieren, etwa darauf ausgelegte Tankschiffe.
Gegenüber flüssigen PtX-Kohlenwasserstoffen wie E-Fuels, Methan und Methanol hat grünes Ammoniak wiederum den Vorteil, dass für dessen Produktion kein Kohlendioxid erforderlich ist. Der benötigte Stickstoff lässt sich ohne größeren Aufwand aus der Umgebungsluft gewinnen, wo er in großen Mengen verfügbar ist.
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Betrachtet wurde anscheinend nur der Transport in Schiffen. Das hat natürlich den Vorteil, dass im Prinzip die ganze Welt als Lieferant in Frage kommt, was die Abhängigkeit von einzelnen Ländern verhindert. Ich fände es dennoch interessant, noch den Vergleich mit Gastransport über Pipeline zu machen. Nordafrika (möglichst mehrere Länder) und sogar der Nahe Osten lägen da in Reichweite von Europa. 30% effizient in Pipelines aus mehreren Ländern gelieferter Wasserstoff wäre wahrscheinlich eine sinnvolle Aufteilung. Die Tatsache, dass Ammoniak nur dann effizienter als Wasserstoff ist, wenn er als Grundstoff weiterverwendet wird (beispielsweise zur Düngemittelproduktion), wenn er aber wieder rückverwandelt in Wasserstoff werden muss, seinen Vorteil wieder verliert, wird im Artikel etwas an den Rand gedrückt. Wenn der Ammoniak aber nur als Grundstoff interessant ist, sollte man sich vielleicht überlegen, ob es nicht noch sinnvoller wäre, ihn gleich in das Endprodukt (v.a. Dünger) weiterzuverarbeiten. Dann wäre der Transport noch günstiger. Die Lieferländer werden schon selbst darauf kommen, wenn nicht die Korruption dort gefördert wird.
Da macht es Sinn die Stickstoff Düngerproduktion in Wittenberg,Priesteritz mit Grünem Wasserstoff zu versorgen.
Die Umsetzbarkeit wäre am einfachsten .
Elektrolyseure sind schon für ca. 600.000 € pro MW Leistung zu haben.
Das einzigste was uns daran hindert es zu tun , ist die Tatsache das wir glauben unsere Ackerflächen in Deutschland wären zu schade für Freiflächen Solar.
Es ist ein Irrglaube, angesichts des geringen Platzbedarfs für Freiflächen Solar.
Das US Landwirtschafts Ministerium erwartet für 2022 eine Globale Rekordweizenernte.
Bei Raps zeichnet sich ein ähnliches Bild ab.
Die jetzigen hohen Erzeugerpreise werden die Weltweite Produktion noch weiter ankurbeln , so dass wir in absehbarer Zeit ein Überangebot zu erwarten haben.
Das Märchen von der wertvollen landwirtschaftlichen Fläche für den Anbau von Futter und Ernährung kann ich nicht mehr hören. 2,5 Millionen Hektar werden in Deutschland für Energiepflanzen verschleudert mit viel Aufwand für Dünger und Pestizide. Nur 5% würden reichen für die Solarenergie. Diese 5% würden wesentlich mehr Energie erzeugen wie die restlichen 95% Energiepflanzen. Energiepflanzen.