Enviar GNL en una dirección y CO2 en la otra no funcionará

Por

Publicado

En los últimos tres años, ha surgido otra idea sin sentido para permitir de alguna manera el envío de moléculas para obtener energía. La premisa es que el gas natural licuado (GNL) va en una dirección y el CO2 licuado (l-CO2) se mete en los mismos tanques y va en la otra dirección. ¡Suena tan obvio!

La premisa es que el CO2 del gas natural tiene que ser capturado y luego tiene que ir a alguna parte. Y los barcos que traen gas natural en estado líquido desde su origen hasta su destino tendrían que volver a casa vacíos, lo que no tiene ningún mérito económico. Y a los yacimientos de gas les encanta poner CO2 bajo tierra, aunque solo sea para obtener más petróleo.

Esto, por supuesto, lo proponen miembros de la facultad de la Universidad de Houston, y únicamente para el metano extraído del subsuelo con CO2 devuelto a los campos petroleros para una mejor recuperación de petróleo. Dadas las altas fugas de metano aguas arriba y aguas abajo en el sistema de EE. UU., y la premisa de la recuperación mejorada de petróleo de inyectar CO2 bajo tierra para extraer más petróleo crudo que, cuando se usa según las instrucciones, crea más CO2 que el inyectado, esta es una idea notable en cualquier caso. Es parte integral del juego de caparazón que es la captura y el secuestro de carbono en la industria de los combustibles fósiles, donde el CO2 se extrae del subsuelo en un lugar y se vuelve a colocar bajo tierra en otro para mejorar la recuperación de petróleo y se reclama como una victoria sin dejar de ser una pequeña fracción. de las emisiones anuales de ExxonMobil.

Pero Fortescue, una empresa australiana de extracción de recursos que intenta convertir el hidrógeno verde australiano exportado en una fuente de energía para el mundo a pesar de las realidades de la economía y la termodinámica, está considerando ir mucho más allá en la madriguera entrópica. Proponen convertir el hidrógeno verde en metano más manejable pero con un alto potencial de calentamiento global, luego licuar el metano en GNL, luego enviar el GNL a los mercados energéticos y luego reutilizar los buques cisterna de GNL para devolver el CO2 para su reutilización en la fabricación de metano verde. proceso.

Comencemos con si esto es posible, y la respuesta es sí. ¿Economicamente factible? Profundamente improbable. ¿Una solución climática? Claramente no.

Comencemos simplemente haciendo metano a partir de hidrógeno verde. Como yo y muchos otros hemos señalado, el hidrógeno puede ser ecológico, pero no puede ser barato. Hay partes de capex y opex en el argumento. La parte del gasto de capital es que las plantas de electrólisis a escala son activos de capital importantes y los electrolizadores son solo uno de los 28 componentes principales. El resto de los componentes ya están comercializados, por lo que el gasto de capital total no se reducirá a nada. Eso significa que la planta tendrá que ser operada lo más cerca posible de 24/7/365 para pagar los costos de capital. Eso significa que requiere electricidad firme las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año, y la electricidad firme siempre en la red eléctrica, o más cara que la red eléctrica.

Tabla que muestra los costos de CO2, hidrógeno y su procesamiento en metanol por Michael Barnard, estratega jefe, TFIE Strategy Inc.

El hidrógeno es el insumo más caro para cualquier combustible sintético como el metano verde, como publiqué en mi evaluación de la ingeniería del carbono analfabeta termodinámicamente hace unos años. Sin hidrógeno barato, sin metano barato. Pero debe obtener CO2 e hidrógeno y unirlos en otro proceso intensivo de energía para obtener metano. La tabla anterior proporciona un camino hacia el metanol barato, otra alternativa, y da una idea de los balances de energía y costos. El metano no estará muy lejos.

Deseche un montón de electricidad verde mientras produce hidrógeno y elimina el exceso de humedad. Eso pierde alrededor del 30%. Deshágase de más energía obteniendo el CO2, especialmente si lo transporta por todo el mundo. Deshágase de más energía combinando los dos en metano. Es posible que tenga suerte de ver el 50% de la energía incorporada en el metano, y aún no hemos terminado.

Después de eso, tienes que licuar el metano, que requiere mucha menos energía que el hidrógeno, pero aún así mucha. Luego tienes que enviarlo a través de un océano y llevarlo al lugar donde se quema. ¿Quizás llega el 40% de la energía?

Luego lo quemas en una moderna planta de ciclo combinado de gas natural con una eficiencia del 50%, por lo que solo el 20% de la electricidad verde en Australia se convierte en electricidad en Alemania, por ejemplo.

Entonces tienes que capturar el CO2 al quemarlo, algo que causa cargas parasitarias en el rango de 20-30% incluso de acuerdo con el Instituto Global de Captura y Almacenamiento de Carbono siempre positivo para CCS, una organización de cabildeo de combustibles fósiles que adora brindar a CCS todos los beneficios. de la duda imaginable. Entonces, en realidad está viendo que quizás el 15% de la energía solar y eólica de Australia realmente ingresa a la red de destino.

Como se señaló, la planta de electrólisis requerirá electricidad de calidad de red firme, por lo que probablemente signifique $ 100 / MWh, por lo que probablemente esté en el rango de $ 600 / MWh de electricidad entregada al por mayor en Europa o Asia. Mientras tanto, la nueva energía eólica y solar en tierra cuesta $ 30 / MWh, o 20 veces más barata. ¿Quién exactamente va a pagar por esta energía profundamente costosa?

Oh, pero espera, hay más tonterías en esta idea. Una de las muchas condiciones del plan de Fortescue Future Industries es que la masa de CO2 generada por la quema de metano da como resultado un 20 % más de volumen de CO2 licuado que el GNL, por lo que una gran cantidad tendría que quedar donde se quemó.

Ese CO2 sería 2,1 veces más pesado para el mismo volumen en el barco. El CO2 no se licuará a menos que se comprima a un mínimo de 5,18 bar. El GNL se transporta a presión ambiental. Será mucho más cálido para la carga de CO2 que para la carga de GNL y tendrá que pasar por un ciclo térmico de ~100 °C en cada extremo del viaje. Eso es mucho más costo de capital en cada extremo para la gestión térmica.

Por supuesto, la mayoría de los barcos que funcionan con metano son buques cisterna de GNL que utilizan la evaporación del GNL, y si está transportando l-CO2, no tiene GNL para hervir, por lo que debe almacenar metano especialmente para impulsar el barco, o más. probablemente solo use un combustible completamente diferente.

Ningún barco de GNL existente es capaz de este caso de uso, en otras palabras. Tendrían que construirse especialmente para ello, con importantes compromisos económicos y de diseño. Para hacer esto, debe diseñar un barco completo desde la quilla hacia arriba para este propósito.

Todo para que los gases con alto potencial de calentamiento global puedan fabricarse y colocarse en una cadena de suministro que los filtre a la atmósfera en el camino.

La premisa de que las instalaciones y los barcos de GNL pueden reutilizarse para enviar CO2 en la otra dirección no resiste el más mínimo escrutinio de ingeniería. El costo de extremo a extremo de entregar energía como GNL verde no resiste el más mínimo escrutinio económico. Es notable que las personas que pueden hacer cálculos simples den algo de esta credibilidad, lo cual es un testimonio del poder combinado del cabildeo y la esperanza.

es miembro de los consejos asesores de la startup de aviación eléctrica FLIMAX, estratega jefe de TFIE Strategy y cofundador de distnc technologies. Presenta el podcast Redefining Energy - Tech (https://shorturl.at/tuEF5), parte del galardonado equipo Redefining Energy. Pasa su tiempo proyectando escenarios para la descarbonización de 40 a 80 años en el futuro y ayudando a ejecutivos, juntas e inversores a elegir sabiamente hoy. Ya sea reabastecimiento de combustible para la aviación, almacenamiento en la red, vehículo a la red o demanda de hidrógeno, su trabajo se basa en los fundamentos de la física, la economía y la naturaleza humana, y está informado por los requisitos de descarbonización y las innovaciones de múltiples dominios. Sus posiciones de liderazgo en América del Norte, Asia y América Latina mejoraron su punto de vista global. Publica regularmente en múltiples medios sobre innovación, negocios, tecnología y política. Está disponible para la Junta, asesor de estrategia y charlas.

Anúnciate con CleanTechnica para que tu empresa esté frente a millones de lectores mensuales.

Los niveles de dióxido de carbono medidos en el Observatorio Atmosférico de Referencia de Mauna Loa de la NOAA alcanzaron un máximo de 424 partes por millón en mayo, continuando con un aumento constante aún más...

Nuestras emisiones de metano de todo el material de desecho que dejamos en el lugar es un 15% más grande que el problema del dióxido de carbono...

Los estratos sin cobrar tienen unidades que se venden un poco menos que los estratos que lo tienen

Los fabricantes de equipos originales que intentan lanzar soluciones de ingeniería a medida, productos químicos de nicho o ensamblajes de baterías diseñados a medida están tomando decisiones estratégicas equivocadas.