Ah, Marokko, Heimat von mehr elektrifizierten Hochgeschwindigkeitszügen als in ganz Nordamerika, die 323 Kilometer lange Verbindung zwischen Tanger sowie die zum Scheitern verurteilte Wiedervereinigung der Stadt Rick und Ilsa. Es ist geplant, diesen Personenverkehr auf 1,500 Kilometer auszudehnen, was im Verhältnis zur abgedeckten geografischen Fläche fast genau die gleiche Entfernung wie Europas Hochgeschwindigkeitsbahn ist.
Die Hochgeschwindigkeitsstrecke ist insofern von Bedeutung, als sie auf ein Hauptaugenmerk der marokkanischen Regierung hinweist, die Wirtschaft des Landes in eine grüne Wirtschaft umzuwandeln. Zu den wichtigsten politischen Hebeln gehören die Nationale Strategie für nachhaltige Entwicklung, Grüner Marokko-Plan für die Landwirtschaft und zwangsläufig die Grüner Wasserstoff-Energieübergangsvektor und nachhaltiges Wachstum Plan. Als Teil der Corporate Europe Observatory (Geschäftsführer) und Das Transnationale Institut (TNI) Bericht über Europas Bemühungen um eine Wende Nordafrika zu einem Wasserstoffproduktionszentrum für Europahabe ich mir Marokkos grüne Wasserstoffstrategien, Denkweisen und europäische Einflüsse angesehen. Dieser Artikel ist eine längere Version des Berichtskapitels über Marokko.
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Das marokkanische Solar- und Windressourcenpotenzial ist ausgezeichnet, Karten mit freundlicher Genehmigung Globaler Sonnenatlas und Globaler Windatlas
Wir haben also in Marokko drei Vorläufer für grünen Wasserstoff. Wir haben eine Regierung, die sich auf eine dekarbonisierte Zukunft konzentriert. Wir verfügen über hervorragende Wind- und Solarressourcen. Und wir haben eine Regierung, die sich auf grünen Wasserstoff konzentriert.
Es überrascht nicht, dass im Zusammenhang mit dem mehrere Bemühungen um grünen Wasserstoff in Betracht gezogen werden Ankündigung einer Grünen Partnerschaft vor der COP26 durch die EU und Marokko.
Der grüne Wasserstoffplan
Der Plan fängt gut an: „Der Aufbau einer nationalen Industrie auf Basis von Wasserstoff würde zunächst Ammoniak-Importe durch eine lokale Produktion dieses wichtigen Rohstoffs für den Dünger ersetzen.“ (Übersetzung aus dem Französischen von Google Translate.) Das Land importiert jährlich 1.8 Millionen Tonnen grauen Ammoniaks, der aus Wasserstoff hergestellt wird, der aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird.
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Diagramm des Düngemittelverbrauchs in % der Produktion mit freundlicher Genehmigung der Weltbank
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Diagramm des Düngemittelverbrauchs in % der Produktion mit freundlicher Genehmigung Weltbank
Marokko war früher ein wichtiger Exporteur von Düngemitteln. Als Düngemittel vom Abbau von Guano auf die Herstellung aus schwarzem Wasserstoff in Kombination mit Stickstoff aus der Luft umgestellt wurden, wurde Marokko zu einem massiven Importeur von Düngemitteln aus fossilen Brennstoffen, wobei 90 % seiner Versorgung aus anderen Ländern stammen. Dies ist jedoch ein nuancierter Raum, da Marokko gleichzeitig der weltweit größte Abbau von Phosphaten ist, einem weiteren Schlüsselbestandteil von Düngemitteln. Es exportiert jedoch die Rohphosphate, und sie machen vielleicht ein Sechstel des Düngemittelverbrauchs aus.
Wie bereits erwähnt, ist Düngemittel auf Ammoniakbasis ein großes Problem des Klimawandels, da jede Tonne drei Tonnen CO2e aus vorgelagerten Methanemissionen, drei Tonnen CO2 aus ihrer Herstellung aus fossilen Brennstoffen und bis zu 6 Tonnen CO2e in Form von Lachgas enthält Oxid mit einem Treibhauspotenzial von 265 nach dem Auftragen. Marokkos Agrarsektor erwirtschaftet 15 % seines BIP und 60 % der marokkanischen Erzeugnisse gehen in die EU. Der Ersatz von grauem Ammoniak durch lokal hergestellten grünen Wasserstoff wird sowohl für Marokko als auch für die EU hervorragende Klimavorteile haben.
Der Plan divergiert schnell in Bereiche, in denen Wasserstoff als Energielösung angepriesen wird, aber sie halten einer genauen Prüfung nicht stand. Mischen Sie es mit Methan hinein Erdgaspipelines hat selbst in der EU Grenzen von 20 % des Volumens, würde nur 6 % der Energie als Erdgas mit gleichem Volumen liefern und erfordert mehr Energie zum Pumpen. Die Verwendung als Fahrzeugkraftstoff wird weiterhin gefördert, aber die Batterieelektrifizierung wird alle bis auf die extremsten Transportmittel dominieren. Tiefseeschifffahrt und Langstreckenfliegerei. Der Ersatz von Erdgas durch Wasserstoff für Strom bedeutet, dass zwei Drittel des Stroms aus erneuerbaren Energien weggeworfen werden, anstatt den Strom nur direkt zu nutzen.
Auch der Einsatz von Wasserstoff im Raffineriebereich zur Entschwefelung von Rohöl wird rasch zurückgehen. Da später in diesem Jahrzehnt der Spitzenwert der Ölnachfrage erreicht wird, werden die ersten Rohprodukte, bei denen die Nachfrage nachlässt, schwefelreiche Kraftstoffe sein. Albertas Schweröl sandt Rohöl sieht bereits einen Qualitätsrabatt von 14 $, und das wird nur noch zunehmen. In wenigen Jahrzehnten wird nur das am billigsten zu extrahierende, süßeste und leichteste Rohöl, das dem Wasser am nächsten ist, einen Markt finden. Die 55 % reinen Wasserstoffs, die in Raffinerien verwendet werden, werden bis zum Ende des Jahrhunderts viel weniger sein.
Synthetische Kraftstoffe sind viel teurer und weniger CO2-vermeidbar als Biokraftstoffe für die Segmente, in denen eine Batterieelektrifizierung nicht möglich ist.
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Tabelle aus Fallstudie zum synthetischen Kraftstoff von Carbon Engineering vom Autor
Diese Tabelle zeigt den synthetischen Kraftstoff von Carbon Engineering, der in einem Bereich mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien hergestellt wird, im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen und Biokraftstoffen, der NREL-E-Kerosin-Reihe. Die Natur des Zusammenbaus von Brennstoffen aus Grundelementen, die aus stabilen chemischen Konfigurationen entfernt werden müssen, ist sehr teuer. Biokraftstoffe lassen die Natur das schwere Heben und die anfängliche Verarbeitung erledigen, und Fortschritte bei Zellulose- (Stiel-) Biokraftstoffen bedeuten, dass sie nicht mit der Nahrungsmittelproduktion konkurrieren.
Die Kombination bedeutet, dass in Marokko hergestellter grüner Wasserstoff zwar eine hervorragende Möglichkeit ist, emissionsreiche Ammoniakeinträge zu eliminieren, aber für andere vorgesehene Verwendungen schlecht geeignet ist.
Deutsche Wasserstoffpartnerschaft
Die erste Zusammenarbeit ist a Wasserstoffpartnerschaft mit Germany, wo die marokkanische Agentur für nachhaltige Energie (MASEN) eine erneuerbare 100-MW-Anlage zur Herstellung von grünem Wasserstoff bauen würde. Wie in der erwähnt Artikel zur Wasserstofferzeugung, stehen erneuerbare Energien in einer engeren geografischen Region wie Marokko vor zwei Herausforderungen. Der erste ist, dass selbst ein Wind- und Solarpark mit direkt angeschlossener Wasserstoffherstellung eine begrenzte Nutzung des Wasserstoffelektrolyseurs haben wird. Infolgedessen muss Strom aus dem Netz genommen werden, was sowohl mit erheblichen Kostenauswirkungen von 108 USD pro MWh in Marokko als auch mit erheblichen CO2-Emissionen angesichts der kohlereichen Natur des marokkanischen Stroms einhergeht.
MASEN gab a Ausschreibung 2020 auf der Suche nach einem technischen Berater für die Wasserstoffentwicklung in Marokko. Die daraus resultierende Studie sollte eine Marktübersicht, Hauptanwendungen von Wasserstoff, eine marokkospezifische Bewertung und Empfehlungen liefern. Der Bericht ist zu diesem Zeitpunkt, den ich finden konnte, nicht öffentlich verfügbar, und es ist unklar, wer die Studie gewonnen hat. Es gibt jedoch viele Beratungsunternehmen, die fleißig daran arbeiten, den Interessengruppen mitzuteilen, was sie über die sonnige Zukunft von Wasserstoff hören möchten.
Marokko wäre gut beraten, die Studienergebnisse von einem wasserstoffskeptischen Dritten bewerten zu lassen, um eine differenziertere Perspektive zu erhalten.
Ammoniakherstellung (mit unbewiesener Technologie)
Als nächstes wird ein reines Solarelektrolyse-Spiel mit der Der proprietäre direkte Solar-zu-Wasserstoff-Prozess der irischen Firma Fusion Fuel 31,000 Tonnen Wasserstoff jährlich herzustellen, um die Produktion von 183,000 Tonnen grünem Ammoniak zu versorgen. Fusion Fuel ist ein Startup aus dem Jahr 2017, das vorgibt, über eine Technologie zu verfügen, die Wasserstoff kostengünstig nur unter Verwendung von Sonnenenergie und seiner proprietären Elektrolyseeinheit mit Mikroprotonenaustauschmembran herstellt, die direkt in die Sonnenkollektoren eingebettet ist.
Dabei gibt es ein paar rote Fahnen. Zuerst die Testgelände für die Technologie von Fusion Fuel in Évora, Portugal, sollte Mitte 2021 in Produktion gehen, aber es gibt keinen Hinweis darauf, dass es zu diesem Zeitpunkt funktioniert. Zweitens beanspruchen sie einen Wirkungsgrad von 40 % bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. etwas an den äußeren Grenzen der Leistung von Solarmodulen, die in einem winzigen Prozentsatz der Umstände erreichbar sind, plus die Nutzung von 60 % der thermischen Abwärme der Sonne für eine effiziente Fertigung. Der Wirkungsgrad kommerzieller Solarmodule liegt typischerweise im Bereich von 15 % bis 20 %. Drittens zeigen sie an, dass sie es sein können ins Netz eingesteckt Wasserstoff über Nacht zu liefern, obwohl die thermische Wärmekomponente verloren geht. Viertens gibt es keine Bewertungen ihrer Ansprüche durch Dritte. Und schließlich sind sie eine der Ernte von SPAC-Reverse-Takeover-Unternehmen Ich habe kürzlich eine Bewertung vorgenommen und seit dem Höchststand weit über 80 % ihrer Marktkapitalisierung verloren, was auf die Herausforderungen im Zusammenhang mit Due Diligence und Forderungen im Bereich der Blankoscheck-Unternehmen hinweist.
Trotz dieser roten Fahnen hat sich das in Griechenland ansässige globale Unternehmen Consolidated Contractors Company (CCC) als Baupartner verpflichtet, und der Energie- und Rohstoffhändler Vitol hat sich bereit erklärt, den Marktverkauf des Ammoniaks zu verwalten.
Während ich die Wahrscheinlichkeit, dass die Behauptungen von Fusion Fuel zutreffen, als gering einschätze und die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Technologie 31,000 Tonnen preisgünstigen Wasserstoff liefert, ist die gute Nachricht, dass die ersten Pläne darin bestehen, den Wasserstoff direkt zur Herstellung von Ammoniak zu verwenden, um dies zu reduzieren Düngeremissionen.
Vitol hat angedeutet, dass es alle Märkte für Ammoniak prüfen wird, einschließlich des Potenzials für den Versand in die USA. Da Marokko bereits ein Ammoniak-Importeur per Schiff ist, ist die Umkehrung und der Versand von grünem Ammoniak nach Europa eine praktikablere Alternative. Dies ist an dieser Stelle besonders passend, da die Einfuhr von Ammoniak in Frage gestellt wird, da der Hafen am Schwarzen Meer der Ausgangspunkt für die aktuelle Reise des grauen Ammoniaks nach Marokko ist wegen der russischen Invasion geschlossen der Ukraine.
Alle Organisationen, und insbesondere Marokko, sollten sehr vorsichtig sein, wenn es darum geht, bedeutende Wetten auf unbewiesene Wasserstofftechnologien einzugehen, wenn es bewährte Technologien und Anbieter gibt. Wie ich in der SPAC-Bewertung sagte, Vorbehalt.
Versand von Wasserstoff in die EU
Problematischer erwägt Marokko Export von grünem Wasserstoff in Zusammenarbeit mit IRENA. Da Marokko über keine funktionierende Erdgasleitungsverbindung zur EU verfügt, sondern nur über eine defekte Pipeline dass es früher Erdgas aus Algerien importiert hat, das es als potenziellen Wasserstoffverteilungsweg in Betracht zieht, Die erste Option ist der Versand. Und Der Versand von Wasserstoff ist zutiefst problematisch.
Während der Kurzstreckenseeverkehr mit Wasserstoff nicht ganz so anspruchsvoll ist wie der Hochseeverkehr Aufgrund kürzerer Wege bleiben die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen bestehen. Für den Transport von Wasserstoff muss er verflüssigt werden, indem er auf 24 ° Kelvin, nahe dem absoluten Nullpunkt, gekühlt wird. Die Verflüssigung von Wasserstoff benötigt dreimal so viel Energie wie die Verflüssigung von Erdgas, der offensichtliche Energievergleich für die Schifffahrt. Da flüssiger Wasserstoff immer noch eine geringere Energiedichte als flüssiges Erdgas hat, kann ein Schiff mit dem gleichen Volumen nur 27 % der Energie in Wasserstoff wie in Erdgas transportieren.
Das nächste Thema ist Abkochen. Flüssiger Wasserstoff siedet bei knapp über 24° über dem absoluten Nullpunkt und muss daher in kugelförmigen Tanks mit sehr großem Durchmesser und dicker Isolierung aufbewahrt werden. Selbst dann werden im absoluten Best-Case-Szenario jeden Tag, an dem das Schiff im Hafen und auf der Durchreise ist, 0.2 % des Wasserstoffs verdampfen. Während flüssiges Erdgas mit schiffsmitführbaren Geräten wieder verflüssigt werden kann, ist dies bei Wasserstoff aufgrund des deutlich höheren energetischen und technischen Aufwands zur Herabsetzung auf 24° Kelvin nicht möglich. Und der abdampfende Wasserstoff wird mit ziemlicher Sicherheit auch nicht als Treibstoff für das Schiff verwendet werden können, zumal Der Kurzstreckenseeverkehr stellt auf batterieelektrisch um. Der Kurzstreckenseeverkehr dauert kürzer, aber stark frequentierte Häfen an beiden Enden deuten darauf hin, dass 15 Tage oder 3 % Energieverlust keine unangemessene Zahl sind.
Die Kombination aus niedrigen Nutzungsgraden oder hohen Stromkosten für Elektrolyseure in Marokko in Kombination mit den hohen Kosten pro Energieeinheit, die in die EU geliefert wird, macht den Versand zutiefst unwirtschaftlich. Marokko und IRENA sollten dem Transport von Wasserstoff als Chemikalie zur Verwendung in der Industrie in der EU sehr misstrauisch gegenüberstehen, und noch misstrauischer dem Transport als Energiemedium.
Was könnte Marokko mit erneuerbarem Strom tun, anstatt Wasserstoff für den Export herzustellen?
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Marokko Strom nach Energiequelle mit freundlicher Genehmigung der IEA
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Marokko Strom durch Energiequelle mit freundlicher Genehmigung IEA
Am naheliegendsten ist es, mit erneuerbarem Strom die über 27 GWh Strom zu ersetzen, die sie jährlich aus Kohle gewinnen. Die Kohleerzeugung emittiert eine Megatonne CO2 pro erzeugter GWh, sodass 27 GWh Kohlestrom 27 Tonnen CO2 direkt vermieden werden, wenn sie durch erneuerbare Energien ersetzt werden.
Warum genau wäre es für das Klima förderlich, wenn Marokko erneuerbaren Strom bezieht, Wasserstoff und Produkte aus Wasserstoff herstellt und diese mit erheblichen Energieverlusten nach Europa verschifft, damit die EU eine Reduzierung der Klimaemissionen erreichen kann?
Wenn Marokko Energielieferant der EU sein will, gibt es einen klaren Weg nach vorne, der viel sinnvoller ist. Es gibt bereits eine Untersee-Übertragungsverbindung mit einer Kapazität von 1.5 GW Verbindung zwischen Spanien und Marokko. MEDGRID HGÜ Pläne und Vorschläge würde Nordafrika in ein größeres pankontinentales Stromnetz mit Energieverlusten von nur 3.5 % pro 1,000 km bringen und es ermöglichen, dass Wasserkraft, Sonne und Wind über eine größere Region fließen, was die Unterbrechung erheblich bekämpft.
Darüber hinaus entwickelt das in Großbritannien ansässige Unternehmen Xlinks ein 3.6-GW-Unterwasser-HGÜ-Kabel, um Strom aus einer marokkanischen Wind-, Solar- und Speicheranlage nach Großbritannien zu bringen. Das ist die Zukunft der Energieübertragung – bewegte Elektronen, nicht bewegte Moleküle.
Aber wie der Artikel zu Beginn sagte, ist Marokkos erstes Ziel für grünen Wasserstoff die Herstellung von grünem Ammoniak für Düngemittel. Das deutet auf kluges Denken seitens der marokkanischen Führung hin und deutet darauf hin, dass sie in der Lage sein werden, den europäischen Wasserstoff-Hype für Investitionen in die marokkanische Infrastruktur zu nutzen, die für das Land tatsächlich von Wert sind. Da sie den elektrischen Hochgeschwindigkeits-Personenzug in den kommenden Jahren auf vollständig erneuerbaren Strom umstellen, zeigen sie weiterhin eine Führungsrolle.
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