Kohlendioxid zu verkaufen

Der Fall: 1988 kaufte die Basin Electric Power Cooperative of Bismarck, ND, ein in Schwierigkeiten geratenes Chemiewerk, das Kohle in synthetisches Erdgas umwandelte. Das Risiko hat sich ausgezahlt, und die Erfolgsgeschichte von Basin verändert das Machtgeschäft und die Politik der Umweltverschmutzung.

Dakota Vergasungsunternehmen

Intels Durchbruch

Diese Geschichte war Teil unserer Juli-Ausgabe 2005



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Einkommen im Geschäftsjahr 2005: 234,5 Millionen US-Dollar
Angestellte: 700
Unterirdisch gespeichertes CO2: Sechs Millionen Tonnen

Am 14. September 2000 war die Dakota Gasification Company nicht mehr überlebensfähig. Die einzigartige Chemiefabrik des Unternehmens in Beulah, ND – ein Industrietier, das 18.000 Tonnen Braunkohle pro Tag in 170 Millionen Kubikfuß synthetisches Erdgas umwandelt (genug, um 2.500 Haushalte ein Jahr lang zu heizen) – war 15 Jahre zuvor als staatlich finanzierter Boondoggle abgeschrieben, ein missglücktes Produkt der krisengetriebenen US-Energiepolitik. Doch die entschlossene Tochtergesellschaft eines Landversorgers trotzte seinen Kritikern. An diesem Septembertag nahm das Unternehmen ein schmutziges Nebenprodukt – Kohlendioxid – und machte es zu einem finanziellen Vermögenswert, indem es eine neue CO2-Pipeline in Betrieb nahm. Der Umzug würde nicht nur die Rentabilität des Kraftwerks sichern, sondern auch dazu beitragen, den Ruf der Kohlekraft für die Umwelt zu verbessern.

Was ist mit Glockenlaboren passiert?

Dakota Gasification betreibt eine 300 Kilometer lange Pipeline voller Kohlendioxid. Dieser verschmutzte Fluss führt von Beulah nach Norden zu den alternden Ölfeldern im Südosten von Saskatchewan. Dort stürzt das CO2 eineinhalb Kilometer unter die Erdoberfläche in dicke, hartnäckige Ölvorkommen. Das CO2 reduziert die Viskosität des Öls um den Faktor vier und erleichtert das Fließen an die Oberfläche. Es wird erwartet, dass Beulahs CO2 dazu beiträgt, 130 Millionen zusätzliche Barrel Öl aus den Ölfeldern in Saskatchewan zu gewinnen, für die Dakota gut entschädigt wird. Im Boden angekommen, nimmt das Kohlendioxid den Platz des Erdöls ein und wird unter einem undurchlässigen Stapel aus Kalkstein, Sandstein und Schiefer eingeschlossen. Der Prozess vergräbt sicher mehr CO2 in einem Jahr, als hunderttausend Autos während ihrer Betriebslebensdauer freisetzen.

Politische Entscheidungsträger betrachten die Technologie von Dakota zunehmend als den potenziellen Schlüssel für eine saubere Haushaltsstromversorgung in der Zukunft. Die Bush-Regierung hat die Kohlevergasung und die unterirdische Speicherung von Treibhausgasen als langfristige Lösung für ein langfristiges Problem vorangetrieben. Das US-Energieministerium setzt sich für ein zehnjähriges F&E-Programm namens FutureGen ein, das darauf abzielt, eine Aufgabe zu perfektionieren, die Dakota derzeit mit Technologie aus den 1970er Jahren bewältigt. FutureGen fördert Technologien, die noch nicht einmal in kleinen Pilotanlagen demonstriert wurden, sagt Dale Simbeck, Vice President of Technology bei SFA Pacific, einem Energieberatungsunternehmen mit Sitz in Mountain View, Kalifornien. Aber hier ist eine groß angelegte Operation, die technisch erfolgreich ist und all diese Dinge tut, über die gesprochen wird.

Al Lukes, Chief Operating Officer von Dakota, sagt, er sei die überraschten Reaktionen internationaler Besucher gewohnt, die kommen, um zu sehen, was in den nördlichen Ebenen passiert: Die Leute schauen uns an und sagen: ‚Mein Gott, kannst du das?‘

Während sich die Geschichte von Dakota verbreitet, stehen die politischen Entscheidungsträger vor einer immer schwierigeren Entscheidung. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass zwischen 2003 und 2030 genügend Kohlekraftwerke zur Erzeugung von 1.400 Gigawatt Strom installiert sein werden. Diese Kraftwerke werden während ihrer Betriebslebensdauer etwa 118 Milliarden Tonnen Kohlendioxid erzeugen. Das ist mehr als alle CO2-Emissionen aus Kohle in den letzten 250 Jahren zusammengenommen. Sogar einige pragmatische Umweltschützer sind sich einig, dass die Vergasungstechnologie der größte verfügbare Einzelhebel zur kurzfristigen Begrenzung von Treibhausgasen sein könnte. Die Kohle soll abgebaut werden. Die einzige Frage ist, wie es verbrannt werden soll, sagt Antonia Herzog, eine leitende Wissenschaftlerin beim Natural Resources Defense Council, einer Umweltschutzgruppe mit Sitz in Washington, DC. Wenn neue Kohlekraftwerke gebaut werden sollen, sollten es Vergasungsanlagen sein.

Ist das Gehirn ein Computer?

Dakota standardmäßig
Die Dakota Gasification wurde während der Energieknappheit der 1970er Jahre konzipiert. Während die OPEC die Öllieferungen drosselte, drosselten Preiskontrollen in den USA die Erdgasförderung. Erdgas-Pipeline-Firmen, alarmiert durch knappe Vorräte, begannen mit der Erforschung alternativer Quellen; 1978 hatte sich ein Konsortium von Gaspipeline-Unternehmen, Great Plains Gasification Associates, zusammengeschlossen, um die weltweit erste synthetische Erdgasanlage zu bauen. Der Bau begann 1981, nachdem Präsident Reagan zugestimmt hatte, das technologisch ehrgeizige Projekt mit Bundesdarlehensgarantien zu untermauern, und 1984 war es abgeschlossen. Kaum ein Jahr später retteten sich die Gaspipeline-Unternehmen und machten Kredite in Höhe von 1,5 Milliarden US-Dollar in Verzug.

Das Problem war nicht die Technologie von Great Plains. Sein Verfahren, das an die Chemie angepasst war, die es Nazi-Deutschland ermöglichte, synthetische Kraftstoffe herzustellen, funktionierte wie geplant: Kohle und Dampf reagierten bei 1.000 °C zu einem gasförmigen Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und CO2 (plus Schadstoffe wie Schwefel, Quecksilber und Xenongas). Reine CO2- und Schadstoffströme wurden abgezapft und das restliche Kohlenmonoxid und Wasserstoff – ein sogenanntes Synthesegas oder Syngas – einem Katalysator zur Bildung von Kohlenwasserstoffen zugeführt. Die Katalysatoren der Nazis lieferten Treibstoff für Panzer, Flugzeuge und U-Boote; Der Katalysator von Great Plains ergab hochwertiges Methan.

Lukes, ein Chemieingenieur, der in seine Heimat North Dakota zurückkehrte, um für Great Plains zu arbeiten, sagte, was das Unternehmen auf den Kopf stellte, waren die Richtungsbohrungen und die Deregulierung von Erdgas, die ab 1978 über mehrere Jahre hinweg stattfand. Die Deregulierung löste eine hektische Suche nach neue Gasvorkommen und gerichtete Bohrungen vervielfachten die Leistung jedes Bohrlochs. Great Plains erwartete, 9 bis 10 US-Dollar pro tausend Kubikfuß für sein synthetisches Gas zu erzielen, aber Mitte der 1980er Jahre hatte eine Gasschwemme die Preise auf nur 1 US-Dollar pro tausend Kubikfuß getrieben. Für diesen Preis könnten wir auf keinen Fall Benzin herstellen, sagt Lukes.

Die Anlage erzielte Einnahmen, aber auf Kosten ihrer Eigentümer: Dank Preisformeln, die in ihrem 25-jährigen Gaskaufvertrag festgeschrieben waren, zahlten die Pipelines Great Plains mehr als 50 Prozent mehr als den Marktpreis für Erdgas.

Das Energieministerium nahm Great Plains in Besitz, als die Pipeline-Unternehmen weggingen. Unter dem Druck, 822 Arbeitsplätze im wirtschaftlich schwachen North Dakota zu schützen und einen Teil der Verluste der Regierung auszugleichen, ließ die Behörde den Betrieb der Anlage zu. Aber es begann sofort nach einem Käufer zu suchen. 1988 gründete sie die Basin Electric Power Cooperative of Bismarck, den örtlichen Energieversorger, der die Anlage mit Strom versorgte. Basin Electric würde jährlich 37 Millionen US-Dollar verlieren – etwa 8 Prozent seines Jahresumsatzes –, wenn das Werk geschlossen würde. Diese 37 Millionen Dollar waren damals eine große Zahl für Basin, sagt Lukes. Basin erwarb die Anlage für 85 Millionen US-Dollar in bar (und das Versprechen, zukünftige Gewinne mit dem Energieministerium zu teilen) und gründete eine Tochtergesellschaft, Dakota Gasification, um sie zu betreiben.

Es war ein riskanter Schritt für Basin. In den Jahren nach dem Kauf schwankte die politische Unterstützung für alternative Energien. Die Gaspreise rutschten. Und die Gaspipelines verklagten ihre Gaskaufverträge und erzwangen einen Vergleich, der die Schutzpreisprämie von Dakota bis Ende der 1990er Jahre streichen würde.

Es war einmal ein Koch Facebook

Der Müll einer Firma
Dakota überlebte, indem es ein Recyclingunternehmen wurde: Die Nebenprodukte seiner Abfallströme bringen mehr als 150.000 US-Dollar pro Tag ein. Und sein lukrativstes Nebenprodukt – das schließlich seine Zukunft sicherte – ist Kohlendioxid.

Kepler-Planeten wie die Erde

Das Auswaschen von Öl mit CO2 ist nicht so lukrativ wie das Erschließen eines großen neuen Felds. Die großen Ölkonzerne verfolgen diese nicht. Diese sind wie Bunts, und sie suchen nach Homeruns, sagt Simbeck von SFA Pacific. Aber die Bunts sind es wert, für die zweitrangigen Ölgesellschaften hergestellt zu werden, die jetzt die US- und kanadische Ölproduktion dominieren. Wenn Sie das CO2 in den Boden stecken, erhalten Sie wahrscheinlich mehr Öl – das heißt, wenn Sie verfügen über CO2. Das meiste Kohlendioxid, das in Ölfeldern verwendet wird, stammt aus natürlichen Vorkommen von entweder CO2 allein oder mit Erdgas mitgeführtes CO2. Ölfeldbetreiber nördlich von Beulah hatten beides nicht.

Mitte der 1990er Jahre sah Dakota wie ein Überlebender aus, und PanCanadian Petroleum mit Sitz in Calgary, Alberta, der Betreiber eines der größten Ölfelder Kanadas, war zu Verhandlungen bereit. Die Produktion auf dem Feld von PanCanadian in Weyburn, Saskatchewan, erreichte in den 1960er Jahren ihren Höhepunkt, aber Geologen des Unternehmens glaubten, dass CO2 sie wieder auf Touren bringen würde. Im Rahmen einer Vereinbarung aus dem Jahr 1997 baute Dakota Gaskompressoren und eine Pipeline, um das CO2 nach Weyburn zu liefern, und PanCanadian stimmte zu, Dakota die Finanzierungskosten für die Ausrüstung zu zahlen, plus eine Verbrauchsgebühr. Im Februar hat Dakota einen zweiten Ölproduzenten in Saskatchewan, Apache Canada, unter Vertrag genommen, der im nächsten Jahr CO2-Emissionen aufnehmen wird.

Judy Fairburn, Vice President of Operations bei EnCana (PanCanadians neuer Name nach der Fusion mit Alberta Energy aus Calgary), sagt, dass der Kauf von Dakotas CO2 die Produktionskosten bei Weyburn erhöht hat und dass PanCanadian seine Investition auf den Erhalt von 16 bis 18 US-Dollar pro Barrel voraussetzt. Das war eine gute Wette: Öl kostet heute etwa 50 Dollar pro Barrel, und Weyburn liefert 26.000 Barrel pro Tag – der höchste Stand seit den 1970er Jahren. Dieses Ölfeld hat definitiv seinen zweiten Wind, sagt Fairburn.

Mit einem Erdgaspreis von 7 US-Dollar pro Tausend Kubikfuß sieht Dakota auch gut aus. Auf die Frage, ob Dakota seine Kunden aus den Ölfeldern möglicherweise besser verdient, lacht Fairburn nervös. Das muss ich ausrechnen, sagt sie. Sie sind auf jeden Fall gut aufgestellt.

Sie sind es – und nicht nur wegen dem, was sie mitnehmen aus vom Boden. Während das Öl in den Great Plains steigt, sammelt sich das industrielle CO2 der Dakota Gasification unter der Erde und schafft einen Umweltvorteil, der in den kommenden Jahren Millionen von Dollar wert sein könnte, falls die Vereinigten Staaten jemals beschließen, eine Emissionshandelspolitik zu verabschieden. Eine 34-Millionen-Dollar-Forschungsstudie, die von der Internationalen Energieagentur gesponsert wurde, hat das CO2 unter der Erde aufgespürt. Sein im letzten Herbst veröffentlichter Abschlussbericht bestätigte, was alle erwartet hatten: Dieselben Schichten, die 50 Millionen Jahre lang in Weyburns Öl eingeschlossen waren, sollten ihr CO2 Tausende von Jahren, wenn nicht länger, halten.

Die Vergasung steht wieder im Fokus, und das nicht nur wegen ihrer Fähigkeit, Treibhausgase zu speichern. Die heutigen rekordhohen Erdgaspreise zeigen trotz Rekordniveaus bei der Gasexploration in Nordamerika keine Anzeichen eines Abrutschens. Und die Technik verbessert sich. Seit 1984 wurden Dutzende von Vergasungsanlagen gebaut – von denen die meisten aus Kohle gewonnenes Synthesegas in Ammoniakdünger verwandeln – und ihre hochmodernen Kraftwerke kosten weniger in Bau und Betrieb als die von Dakota. Große Lieferanten der Ausrüstung, wie General Electric, nehmen Bestellungen für weitere an. Dakota hatte in seinem jahrzehntelangen Ringen um den Nachweis der Tragfähigkeit der Kohlevergasung nicht nur Glück, sondern auch Recht.

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