Global PtX Atlas

Strombasierte Kraftstoffe aus regenerativen Energien – also CO2-neutrale synthetische Kraft- und Brennstoffe sowie grüner Wasserstoff – gelten als ein zentrales Instrument für den Klimaschutz: Sie sollen fossile Energieträger in solchen Bereichen ersetzen, in denen keine direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien möglich ist. Stahlhersteller zum Beispiel können anstelle von Kohle Wasserstoff verwenden, im Flug- und Schiffsverkehr ersetzen synthetische Kraftstoffe Kerosin oder Schweröl und Diesel. Auch der Einsatzmglichkeiten von grünem Ammoniak sind beispielsweise in der Düngemittelindustrie gegeben. Die für eine sichere Stromversorgung benötigten Ausgleichskraftwerke lassen sich, statt mit fossilem, mit synthetischem Erdgas oder aber mit Wasserstoff betreiben. Die synthetische Erzeugung strombasierter Kraftstoffe ermöglicht die Dekarbonisierung dieser Sektoren und bietet somit eine große Chance zur Umsetzung eines fast treibhausgasneutralen Energiesystems in 2050. Diese und weitere Themen werden innerhalb des Projektes DeV-KopSys adressiert und anhand umfangreicher Analysen untersucht.

Die Herstellung von Power-to-X (PtX)-Kraftstoffen basiert auf der Erzeugung von grünem Wasserstoff per Wasserelektrolyse aus regenerativen Energien. Dieser kann direkt genutzt, weiterverarbeitet oder bspw. durch Hinzunahme von Kohlenstoffdioxid (CO2) oder Stickstoff (N2) synthetisiert werden. Auf diese Weise lassen sich zahlreiche PtX-Kraftstoffvarianten von gasförmigen über flüssigen Wasserstoff bis hin zu SNG oder synthetisches Kerosin, Diesel sowie Methanol oder Ammoniak erzeugen.

Als Treibstoffvariante zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors steht in der aktuellen Debatte vor allem regenerativ erzeugter Wasserstoff im Vordergrund und wird in Kombination mit Brennstoffzellen-Antrieben als erste umsetzungsfähige Variante in Teilbereichen gehandelt. Aber auch Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel synthetisches Kerosin, Diesel oder SNG heben sich aufgrund ihrer sehr guten Drop-in-Fähigkeiten in die bestehende Infrastruktur besonders hervor und weisen eine große Bandbreite an Bereitstellungspfaden auf. Ebenso ist der Bedarf an „grünem“ Ammoniak, insbesondere in der Düngemittelindustrie, enorm.

Da die Herstellung von PtX sehr energieaufwändig und selbst bei zukünftigen Effizienzsteigerungen mit hohen Verlusten behaftet ist, erscheint eine Herstellung lediglich in Regionen mit hervorragenden Erneuerbaren Energien Ressourcen und entsprechenden Flächenverfügbarkeiten wirtschaftlich sinnvoll. Für Länder, die ein solches Potenzial in großen Mengen und über den eigenen Bedarf hinausgehend aufweisen können, eröffnet PtX den Einstieg in einen attraktiven Zukunftsmarkt im Transformationsprozess eines globalen Energiesystems.

Der PtX-Atlas als WebGIS-Anwendung weist grundsätzlich zwei Hauptfunktionalitäten auf. Zum einen lassen sich hochauflösende GIS-Analysen per Kartenfunktion im Raum darstellen. Zum anderen ermöglicht eine integrierte Sidebar die grafische Darstellung umfangreicher Simulationsergebnisse für knapp 600 simulierte Standorte sowie eine aggregierte Auswertung auf Länderebene.

Inhalte der Karte
In einem ersten Schritt wurden anhand eines Kriterienkataloges mit Ausschluss- und Abstandskriterien Eignungsflächen zur Nutzung für PtX-Technologien identifiziert. Die Identifizierung dieser PtX-Potenzialflächen basiert auf einer global einheitlichen, GIS-basierten Flächenanalyse und bildet 6 PtX-Flächenkategorien ab. So können PtX-Vorzugsregionen mit verschiedenen Wasserquellen und Erneuerbare Energien-Ressourcen unterschieden werden. Die Unterteilung weist Flächen mit einer guten Windressource, einer guten Solarressource sowie einer Kombination aus guter Wind- und Solarressource aus. Zudem wird für die notwendige Wasserquelle zur Erzeugung von grünem Wasserstoff bzw. dessen Folgeprodukte zwischen Frischwasser und Meerwasser unterschieden.

Ausgehend von der PtX-Potenzialflächenermittlung wurde ein erstes außereuropäisches PtX-Mengenszenario in den Atlas integriert. Das Mengenszenario unterscheidet eine PtX-Erzeugung an Wind + PV Hybridstandorten, sowie an reinen Wind- oder PV-Standorten. Ebenfalls ist eine Differenzierung über die Wasserbezugsquelle möglich.

Inhalte der Sidebar
Für jede Standortkategorie aus den größten zusammenhängenden Potenzialflächen eines jeden Landes wurden bis zu fünf Standorte ausgewählt und für eine zeitreihen-basierte und kosten-optimierte Anlagen- und Ausbauplanung von PtX-Technologien herangezogen. Neben der Erzeugungscharakteristik liefert die Modellierung genaue Kenntnisse zur kostenoptimalen Zusammensetzung der Systeme und ermöglicht eine PtX-Kostenabschätzung der verschiedenen Kraftstoffvarianten.

Auf den Unterseiten der Sidebar werden länderspezifische Auswertungen zu folgenden Analysen veranschaulicht:

• Sozioökonomische Vorabanalysen auf Länderebene
• GIS-basierte Flächenidentifizierung für PtX-Anwendungen
• Ableitung von PtX-Erzeugungsmengen
• Volatile Charakteristik der PtX-Erzeugung
• Kostenbandbreiten von PtX-Kraftstoffen
• Importkosten von PtX-Kraftstoffen in die EU

Zusätzlich sind folgende standortspezifische Auswertungen einzusehen:

• Systemauslegung und Erzeugungscharakteristik
• Kostenbestandteile von PtX-Kraftstoffen

Im Rahmen des Projektes sind Vereinfachungen getroffen worden, um globale Analysen mit einem vertretbaren Rechen- und Zeitaufwand abzubilden. Verwendung findet ein global einheitlicher Kriterienkatalog zur PtX-Flächenidentifizierung. Die Rasterauflösung beträgt hierbei ca. 1 km * 1 km. Dieser Ansatz ersetzt keine Detailanalyse vor Ort. Es ermöglicht aber die Identifizierung bevorzugter Standorte und liefert eine erste Abschätzung zukünftiger Potenziale im globalen Raum.

Eine nachgelagerte Detailanalyse benötigt standortspezifische Kriterien in Bezug auf die lokalen Gegebenheiten, um alle notwendigen Einflussfaktoren für eine PtX-Flächeneignung zu berücksichtigen. Eine solche Standortbewertung umfasst auch die Planung der dafür notwendigen Wind- und PV-Parks. Üblicherweise dauern diese Prozesse aufgrund ihrer Komplexität mehrere Jahre. Die Abbildung der Stromerzeugung von Erneuerbaren Energien erfolgte auf Basis von mesoskaligen Wettermodellen mit einer zeitlichen Auflösung von einer Stunde. Vor allem eine Standortbewertung für die Windenergie erfordert für gewöhnlich ein aufwändiges Windgutachten.

Die technoökonomische Analyse zur Darstellung des energiewirtschaftlichen Erzeugungspotenzials basiert auf einer umfangreichen Literaturrecherche. Da die Literatur zumeist große Bandbreiten für zukünftige Technologieentwicklungen liefert, wurden insbesondere mittlere Annahmen aus der Literatur entnommen.

Die Abschätzung der Erzeugungsmengen ist unter der Annahme eines theoretischen Vollausbaus der identifizierten Flächen erfolgt. Es ist jedoch festzuhalten, dass insbesondere die Realisierbarkeit des Markthochlaufs sowohl beim Ausbau von Erneuerbaren Energien als auch von PtX-Technologien ein essentielles Kriterium zur Abschätzung zukünftiger Erzeugungsmengen und –kosten von PtX-Produkten ist.

Sozioökonomische Analyse

Die sozioökonomische Beschaffenheit von Ländern ist wesentlich für den Aufbau einer Power-to-X Infrastruktur in potentiellen PtX-Exportländern. Mit der Methode einer globalen High-Level Länderanalyse werden die sozioökonomischen Potentiale von Ländern untersucht und für den PtX-Atlas nutzbar gemacht. Für diese sozioökonomische Betrachtung wurden sechs Themenfelder analysiert. Hierzu zählen die 6 Themenfelder Ökonomie, Politik, Gesellschaft, Technologie, Naturverhältnisse und Nähe zu Deutschland.

Jedes dieser übergeordneten Themenfelder setzt sich aus verschiedenen dafür ausgewählten Indikatoren zusammen, welche dieses Themenfeld abbilden. Dabei liegt jedem Indikator wiederum mindestens 1 Index zugrunde. Insgesamt wurden für die sozioökonomischen High-Level-Analysen die Einzelwerte von 40 Indikatoren und über 70 Indizes genutzt.

Berechnungsmethode

In der sozioökonomischen High-Level- Analyse wurden keine eigenen Primärdaten erhoben. Vielmehr wurden die Werte von frei zugänglichen Indizes, Analysen, Berechnungen und Statistiken von nationalen und internationalen Organisationen oder Privatfirmen verwendet. Beispielsweise wurde in dem in der Graphik aufgeführten Beispiel für den Index Ärztedichte auf Statistiken der Weltbank zurückgegriffen. Die dortigen Werte der einzelnen Berechnungen gingen in die Gesamtanalyse mit ein.

Die Einzelwerte aus den Indizes (bspw. Indizes der Weltbank) wurden jeweils zu einer fünf-stufigen Skala normiert. Der Durchschnittswert der aufaddierten Einzelwerte aus den Indizes bildet den skalierten Gesamtwert für ein jedes Themenfeld. Dieser bemisst sich dann erneut anhand einer fünf-stufigen Skala (1= Sehr gering; 2 = gering, 3= mittel, 4= hoch, 5= sehr hoch). Der Durchschnittswert aus allen 6 Themenfeldern gibt schließlich Auskunft darüber, wie hoch das sozioökonomische Potential in dem ausgewählten Land ist.

Für die Interpretation der Ergebnisse aus der High-Level Länderanalyse des PtX-Atlas ist zu bedenken, dass sich durch die Vielzahl an Indizes und dem durch die Berechnungsmethode zustande gekommenem Durchschnittswert die Ergebnisse z.T. in der Bewertung annähern können. So ist es durchaus denkbar, dass ein Land wie Kuba in der Bewertung bei dem Themenfeld Gesellschaft ähnlich gut abschneidet wie bspw. Australien, weil die Effekte des Klimawandels (ein Indikator in dem Themenfeld Gesellschaft) weniger stark auftreten oder der Energiebedarf (ein weiterer Indikator in dem Themenfeld Gesellschaft) in Kuba geringer ist.

Zur methodischen Veranschaulichung wird in der folgenden Graphik der Aufbau dieser Analyse erkennbar und am Beispiel des Landes Norwegen (Wertung in High-Level Länderanalyse 4,1 von 5) konkretisiert.

Allen Indizes liegen Analysen, Berechnungen und Statistiken von öffentlichen nationalen und internationalen Organisationen oder privaten Consultinggruppen zugrunde. Der Index Ärztedichte beruht auf Statistiken und Zahlenwerte der Weltbank. Deren einzelnen Berechnungen gingen in die Gesamtanalyse mit ein. Aus den Einzelwerten der Indizes wurden Intervalle gebildet welche je mit einem Wert zwischen 1-5 bewertet wurden (1 = höchst negativ, 5 = höchst positiv). Der Durchschnittswert aus den Indizes gibt den Wert eines jeden Indikators an und der Durchschnittswert aller Indikatoren ergibt den „Endwert“ für ein Themenfeld. Der Durchschnittswert von allen Themenfeldern gibt schließlich Auskunft über die sozioökonomischen Gegebenheiten für den Aufbau einer PtX Infrastruktur.

Mit diesem methodischen Ansatz lässt sich in dem PtX-Atlas vergleichend darstellen, dass bspw. das sozioökonomische Potenzial in einem Land wie in den Vereinigten Staaten hoch (Durchschnittswert 3,85), in einem Land wie Ägypten (Durchschnittswert 2,67) eher gering ist.

In der Methode ist auch eingeschrieben, dass durch die Vielzahl an Indizes und deren Durchschnittswert sich diese z.T. in der Bewertung neutralisieren können. So ist es durchaus denkbar, dass bspw. ein stärker autokratisch geführtes Land wie Kuba in der Bewertung bei dem Themenfeld Gesellschaft ähnlich gut abschneidet wie bspw. Australien, weil in Kuba die Effekte des Klimawandels weniger stark sichtbar werden oder der dortige Energiebedarf geringer ist. Dieser Umstand sollte bei der eigenen Interpretation der Wertung mitgedacht werden.

Die Flächenpotenzialanalyse basiert auf einer booleschen Überlagerung verschiedener Ausschlusskriterien, also Faktoren die eine Flächennutzung zur Power-to-X-Erzeugung ausschließen. Diese Kriterien werden innerhalb eines Kriterienkataloges definiert und unter Verwendung global verfügbarer Raumdaten angewendet. Die so ermittelten PtX-Flächen werden anschließend einer Analytical Hierarchical Process (AHP) Bewertung unterzogen, um innerhalb der Flächen besonders wertvolle Regionen zu erkennen und diese für weitere Standortanalysen einzusetzen.

Im Falle einer Überlagerung möglicher Potenzialflächen, die sowohl an Binnengewässern als auch an Küstengewässern grenzen, ermöglicht der Einsatz der AHP-Methode eine Zuteilung der Flächen zu einer Kategorie. Dies ist notwendig, um das kumulierte Erzeugungspotential des Landes abzuleiten und jede Potenzialfläche nur einmal zu berücksichtigen. Erzeugt das AHP-Ranking keine eindeutige Zuordnung zu einer Kategorie, wurde als letztendliches Entscheidungskriterium die Entfernung zum nächstgelegenen Wasserzugang festgelegt. Das Potenzial wurde der Kategorie mit der geringeren Entfernung zugeordnet.

Kriterienkatalog
Allgemeingültige Kriterien zur Potenzialflächenanalyse für Erneuerbare Energien (EE) bilden eine Grobabschätzung zukünftiger Flächenpotenziale. Neben Ausschlussbedingungen zur Landnutzung (wie bebaute Flächen, Bevölkerungsdichten, Agrarland oder Wald) wurden u. a. auch Naturschutzgebiete (sowohl landseitig wie seeseitig), die Hangneigung oder die EE-Ressource (Wind- und Einstrahlungsbedingungen) in der Untersuchung berücksichtigt.

Durch restriktive Kriterien zur Berücksichtigung ökologischer und techno-ökonomischer Voraussetzungen folgt eine weitere signifikante Begrenzung globaler PtX-Potenzialflächen. So werden bspw. Abstandskriterien zu Städten, Häfen und Pipelines als Kriterium für Infrastruktur und Personal oder ein Abstand zur nächsten Wasserquelle (Küsten- oder Binnengewässer) als technische Restriktion unterstellt. Als ökologische Restriktion für Binnengewässer wird ein geringer Wasserstress-Indikator berücksichtigt.

Eine Zusammenfassung des unterstellten Kriterienkatalogs zu Ausschluss- und Abstandskriterien ist im Folgenden aufgeführt. Die Analyse lässt sich in drei Maßnahmen untergliedern. Im ersten Schritt werden allgemeingültige Kriterien zum Ausschluss von Flächen für den Aufbau von Wind- oder PV-Kraftwerken definiert. In einem zweiten Schritt werden die Flächen mit ökonomischen Restriktionen belegt. Im abschließenden Schritt werden die restlichen Flächen mit technischen und ökologischen Restriktionen zur Eignung für PtX-Technologien belegt. Hierbei werden zwei Varianten abgebildet, die sich hinsichtlich der unterstellten Wasserquelle (3.3a für Küstengewässer, 3.3b für Binnengewässer) unterscheiden.

Anmerkungen zur Potenzialanalyse
Zusätzliche Erschließungen – über die so ermittelten Vorzugsregionen hinaus – erscheinen wahrscheinlich, wären allerdings mit erhöhten technischen Aufwänden und entsprechend höheren Kosten verbunden und unterliegen einer geringeren Akzeptanz (aufgrund reduzierter ökologischer Anforderungen oder begrenzter Wasserverfügbarkeiten). Bedeutende Erkenntnisse aus der Potenzialanalyse zeigen sich wie folgt:

• Der Bezug von Wasser ist ein entscheidender Faktor bei der Beurteilung der Flächeneignung und entsprechend zur Ermittlung der PtX-Erzeugungsmengen. Vor allem auf dem afrikanischen Kontinent ist der Wasserbezug ein begrenzender Faktor und wirkt stark restriktiv auf die Erzeugungsmengen.
• Neben einem Wasserbezug durch Meerwasserentsalzung in Küstenregionen ergeben sich auch große PtX-Erzeugungspotenziale durch einen Frischwasserbezug entlang von Binnengewässern in Regionen mit geringem Wasserstress.
• Naturschutzgebiete (sowohl landseitig wie seeseitig), Wälder und Nutzflächen reduzieren die Flächenverfügbarkeit in einem Großteil der Länder maßgeblich.

Die ermittelten Eignungsflächen zur PtX-Erzeugung dienen als Grundlage zur Simulation zeitlich hochaufgelöster Erzeugungszeitreihen für Strom aus Onshore Wind- und Freiflächen-PV-Anlagen. Die Abbildung der Stromerträge erfolgte mit den am Fraunhofer IEE entwickelten physikalischen Wind- bzw. PV-Modellen unter Verwendung von Wetterinformationen aus dem Wettermodell ERA5 des ECMWF.

Die zeitliche Auflösung der Ertragssimulationen beträgt eine Stunde und wurde für fünf Wetterjahre (2008 bis 2012) durchgeführt. Für die weitere Berechnung wurde anhand der durchschnittlichen Ertragsmenge je Standort ein repräsentatives Wetterjahr definiert und für alle weiterführenden Analysen verwendet. Zur Abbildung der Erzeugungszeitreihen für Onshore Windenergieanlagen wurden für jeden Standort zwei Anlagentypen simuliert. Die Anlagen unterscheiden sich in der spezifischen Flächenleistung (250 W/m² bzw. 300 W/m²) und in der Nabenhöhe (180 m bzw. 130 m). Für PV-Freiflächenanlagen werden anhand der geographischen Position für jeden Standort optimale Ausrichtungen sowie Neigungswinkel bestimmt.

Die stündlich aufgelösten Erzeugungszeitreihen finden Eingang in die Modellierung verschiedener kostenminimaler PtX-Erzeugungssysteme mit dem Optimierungsmodell SCOPE. Insgesamt wird für 14 Technologieoptionen ein kostenminimales System ausgelegt und für repräsentative Standorte aus der vorangegangenen Flächenanalyse simuliert. Die 14 Technologieoptionen unterscheiden sich zum einen anhand der eingesetzten Elektrolyse-Anlage (Niedertemperatur PEM bzw. Hochtemperatur SOEC) und der PtX-Kraftstoffvariante. Die untersuchten Kraftstoffvarianten sind die folgenden:

• FT-Kraftstoff (Diesel, Kerosin)
• Methanol
• Methan (SNG, komprimiert)
• Methan (SNG, flüssig)
• Ammoniak
• Wasserstoff (komprimiert)
• Wasserstoff (flüssig)

Bei der Bestimmung der kostenoptimalen Systemauslegung werden unterschiedliche Systemkomponenten betrachtet. Für die Stromerzeugung werden Freiflächensolaranlagen sowie Onshore-Windenergieanlagen berücksichtigt. Zur Zwischenspeicherung von Strom besteht zusätzlich die Möglichkeit auch Batteriespeicher in das System zu integrieren. Der erzeugte Strom wird von der Elektrolyse in einem ersten Schritt für die Wasserstoffherstellung benötigt. Bei Hochtemperatur SOEC-Anlagen besteht zusätzlich ein Wärmebedarf für die Wasserstoffherstellung. Diese kann über Großwärmepumpen oder Elektrodenkessel gedeckt werden. Dabei wird angenommen, dass der Strom für die elektrische Wärmeversorgung auch aus den Wind- oder Solaranlagen des Systems bzw. ggf. dem Batteriespeicher kommt. Der erzeugte Wasserstoff kann optional in einem Wasserstoffspeicher zwischengespeichert werden, bevor er (je nach Endprodukt) verflüssigt, komprimiert oder auch zu anderen PtX-Kraftstoffen weiter synthetisiert wird. Für die Synthese ist zusätzlich noch eine CO2-Abscheidung aus der Luft bzw. eine Stickstoff-Gewinnung durch kryogene Luftzerlegung abgebildet, deren Strombedarf ebenfalls aus dem System kommt. Der bei der CO2-Abscheidung auftretende Wärmebedarf wird über die Wärmeerzeuger ggf. in Kombination mit einem Wärmespeicher gedeckt. Ein Teil der Abwärme der Synthese kann für die Hochtemperaturelektrolyse genutzt werden. Optional kann in dem System noch ein Methanspeicher berücksichtigt werden, um die Verflüssigung zeitlich flexibler zu gestalten. Die Stromversorgung für die Komprimierung oder Verflüssigung der Kraftstoffe erfolgt ebenfalls aus dem System heraus.

Im Rahmen der Systemoptimierung wird die kostenoptimale Zusammensetzung der Systeme aus den genannten Bestandteilen für jeden Standort und Kraftstofftyp ermittelt. Dabei werden sowohl Investitionskosten als auch fixe und variable Betriebskoten berücksichtigt. Der Anlagenbetrieb wird jeweils in stündlicher Auflösung für ein ganzes Jahr abgebildet und berücksichtigt somit sowohl jahreszeitliche Schwankungen im Wind und PV-Dargebot als auch kurzfristige Schwankungen.

Auf Basis der GIS-basierten Flächenidentifizierung und der Anlagenkonfiguration aus der Systemoptimierung wurde eine Abschätzung zukünftiger PtX-Erzeugungsmengen für alle untersuchten Länder abgeleitet. Hierzu wurden die Ergebnisse aus der Systemoptimierung der simulierten Standorte auf die restlichen Flächen des Landes und der jeweiligen Kategorie (also Küste oder Binnenland bzw. Wind, PV oder Hybrid) übertragen.

Die Ermittlung des Flächenbedarfs basiert auf den Flächenbedarfen der EE-Erzeuger unter Berücksichtigung von zusätzlichen Bedarfen für weitere PtX-Technologien wie Elektrolyse, Synthese, Verflüssigung und ggf. DAC-Technologien, kryogene Luftzerlegung und Speicher. Entsprechend wurden aggregierte Flächenbedarfswerte für PtX aus Wind mit 15 MW/km² und für PtX aus PV mit 40 MW/km² unterstellt. Im Falle der Hybrid-Standorte ist eine kombinierte Nutzung der Flächen sowohl für die Wind- als auch für die PV-Stromerzeugung unterstellt. In dem Falle ist die Windenergie der begrenzende Faktor.

Die Berechnung der Kraftstoffgestehungskosten erfolgt anhand der Kapitalwertmethode für alle Einzeltechnologien im jeweiligen PtX-Bereitstellungspfad. Hierzu werden die Investitions-, Betriebs- und Kapitalkosten, die technischen Eigenschaften der verwendeten Aggregate und die wirtschaftliche Nutzungsdauer des Projekts bestimmt. Vereinfachend werden für alle Technologien mittlere Kapitalkosten von 8% unterstellt, die Laufzeit des Projekts wird mit 20 Jahren angenommen. Investitions- und Betriebskosten variieren je nach Technologie und sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Die Ermittlung der Transportkosten von synthetischen Kraftstoffen ist ein weiterer Kostenbestandteil, den es zur Abbildung der PtX-Importkosten zu ermitteln gilt. Dazu wurde ein Kostenmodell für Tankerschiffe entwickelt, welches die Transportkosten in der Einheit €/MWh für die betrachteten Kraftstoffvarianten in Abhängigkeit der Distanz zwischen Import- und Exportland berechnet. Zur Berechnung der Distanz wird jeweils der größte Hafen des Landes berücksichtigt. Verfügt das Land über keinen eigenen Hafen, so wird der nächstgelegene ausländische Hafen gewählt. Die Tankerschiffe verwenden dabei jeweils den Kraftstoff, welchen sie auch transportieren sollen. So wird beispielsweise unterstellt, dass der Wasserstoff-Tanker über ein Antriebssystem bestehend aus einer Polymer-Membran-Brennstoffzelle und einem Elektromotor inklusive der zugehörigen Leistungselektronik verfügt. Die technologiespezifischen Kosten für die entsprechenden Antriebssysteme werden in den Investitionskosten berücksichtigt, welche über die Kapitalwertmethode in die jährlichen Fixkosten des Tankerschiffdienstes einfließen. Dazu wird ein Abschreibungszeitraum von 27 Jahren angesetzt. Weiterhin fließen die Wartungs- und Personalkosten sowie die Kosten für Versicherung und Verwaltung in die Fixkosten ein. Ein weiterer Fixkostenpunkt stellt die Vorhaltung einer Reservekapazität dar, welche benötigt wird, um die Wartungszeiten des Tankerschiffes auszugleichen. Neben den Fixkosten werden auch die variablen Kosten des Schiffes berücksichtigt, welche hauptsächlich aus dem Kraftstoffverbrauch und bei den Flüssiggasvarianten auch aus dem sogenannten Boil-off bestehen.

Die gesamten jährlichen Kosten des Schiffes, bestehend aus den fixen und den variablen Kosten, werden durch die jährliche Transportleistung, welche unter anderem abhängig von der Schiffsgröße und der Schiffsgeschwindigkeit ist, dividiert, um die Kosten in der Zieleinheit €/MWh des transportierten Kraftstoffes abzubilden.