Wird die Raketenflotte von SpaceX die gesamte Nachfrage der Vereinigten Staaten nach Methan/Erdgas verdreifachen?

Laut der Seite „SpaceX’s Starship May Nearly Triple US Natural Gas Demand“ der Energy Consulting Group ,

Unsere Analyse zeigt, dass ein vollständig konfigurierter Starship-Start (Booster und Starship) etwa 1000 Tonnen Methan in Form von LNG als Treibstoff verbrauchen wird. Dies entspricht ungefähr 50 Millionen Standardkubikfuß (mmscf) Methan. [...] Dies ergibt etwa 150 mmscfd pro Raumschiff oder etwa 150 Milliarden Kubikfuß Methan/Erdgas pro Tag (bcfd) für eine Flotte von 1000 Raketen. 150 bcfd Erdgas entsprechen ungefähr 25 Millionen Barrel Öl pro Tag. Als Referenz lag die jüngste (2019) US-Nachfrage nach Methan in Form von Erdgas im Durchschnitt bei etwa 82 bcfd. Im Wesentlichen deutet Mr. Musk an, dass die US-Nachfrage nach Erdgas aufgrund der Aktivitäten von SpaceX in den nächsten etwa 10 Jahren dramatisch steigen könnte.

Sind diese Schätzungen realistisch? Das Zitat von Musk unter Berufung auf Verkehr ist

„dass das Raumfahrzeug mit dem Plan entworfen wird, es für durchschnittlich drei Flüge pro Tag zu fliegen, von denen jeder über 100 Tonnen Nutzlast pro Flug trägt, für insgesamt mehr als 1.000 Flüge pro Jahr und Fahrzeug.“

Aber stimmt es, dass auf dieser Nutzungsebene a

"Ein vollständig konfigurierter Starship-Start (Booster und Starship) wird etwa 1000 Tonnen Methan in Form von LNG als Treibstoff verbrauchen."

Und das würde eine Flotte von tausend Raketen erfordern

150 Milliarden Kubikfuß Methan/Erdgas pro Tag (bcfd) für eine Flotte von 1000 Raketen

Und schließlich, stimmt es, dass der Verbrauch in den USA nur 82 Milliarden Kubikfuß Methan/Erdgas pro Tag (bcfd) (im Jahr 2019) betrug?

Nichts davon ergibt auch nur auf den ersten Blick Sinn. Für die Tausenden von Standorten, die Sie benötigen würden, ist auf US-Boden nicht genügend geeigneter Platz vorhanden. Und kein einzelnes Raumschiff wird dreimal am Tag fliegen. Nicht einmal und schon gar nicht dauerhaft (Wetter, Technik). Musk war high von einer Mischung aus Schlafentzug, Psychopharmaka und seinem letzten Kontostand und/oder wurde falsch zitiert.
@Peter-ReinstateMonica Ihre Behauptung über nutzbares Land ist auf keinen Fall auch nur annähernd richtig, aber der andere Punkt scheint gültig zu sein
Hm. Wie viel zugängliche, aber nicht beanspruchte und ungeschützte Küstenlinie, die in die richtige Richtung zeigt, gibt es Ihrer Meinung nach? Die Gründe, sich für Cape Canaveral in Florida zu entscheiden, waren klar; Wie viele solcher Standorte könnte man noch in Florida bauen? 2? 10? Es ist in der Tat eine spontane Bemerkung, aber ich denke, Hunderte von Cape Canaveral-Äquivalenten an der Südküste, die nach Osten ausgerichtet sind, werden schwer zu finden sein.
@Peter-ReinstateMonica Starship startet nicht von Florida aus, sondern vom eigenen Startplatz von SpaceX in Boca Chica, Texas. Auf jeden Fall haben die USA eine lächerlich große Küstenlinie, die so ziemlich in jede gewünschte Richtung zeigt. Einfach genug für Tausende von Startplätzen. Allein KSC/Cape hat bereits Dutzende von Startplätzen.
@Peter-ReinstateMonica Um den Begriff „lächerlich riesig“ etwas genauer zu quantifizieren, haben die USA eine internationale Küstenlinie von 12.383 Meilen , und das schließt bereits die fast 5.000 Meilen von den Großen Seen aus. (Außerdem berücksichtigt diese Zahl bereits die Glättung der Küstenlinie bis zu den internationalen Grenzen. Die tatsächliche Küstenlinie selbst beträgt 95.471 Meilen! )
Ich lebe in Texas. Ich komme aus Houston. Nur als Anhaltspunkt: Es ist eine 6-7-stündige Fahrt entlang der Küste, um von Houston nach South Padre (nahe der mexikanischen Grenze) zu gelangen. Ich bezweifle, dass es außer Fronleichnam eine Stadt mit mehr als 200.000 Menschen gibt, die unterwegs ist. Es ist eine schöne ländliche Fahrt.
@reirab Für die Testflüge starten sie von Boca Chica, weil es ihnen eine 1000-Meilen-Fahrt erspart.; Bei tatsächlichen Flügen hängt der Start jedoch von der gewünschten Umlaufbahn oder Flugbahn ab. Vandenberg wird normalerweise für polare Umlaufbahnen verwendet . Und Sie können nicht von Texas nach Norden oder Westen starten. Allerdings haben Sie Recht, dass es viele Küsten gibt, und selbst wenn der Teufel im Detail steckt (Logistik, Reservate, Gelände, Reservate), könnte man wahrscheinlich genug Orte finden.
@Peter-ReinstateMonica Ja, ich weiß, dass Vanderberg normalerweise für polare Umlaufbahnen verwendet wird, aber Boca Chica ist nicht nur zum Testen geplant. Es ist geplant, der primäre operative Startplatz für Starship/Super Heavy zu sein (im Gegensatz zu Falcon, das hauptsächlich von KSC/Cape aus startet, mit Ausnahme von Missionen, die von Vandenburg aus erfolgen müssen).
@reirab Die USA sind groß, aber 3000 Starts sind viel. Wie viele Starts kann ein Standort pro Tag bewältigen? Sie können wahrscheinlich nicht parallel auf benachbarten Pads starten (SpaceX hatte dieses Problem in den frühen Tagen in Vandenberg); der Standort muss sich um die Kraftstofflogistik kümmern, Fahrzeuge stapeln, Sperrungen rund um den Start bewältigen (wie Sie wissen, sind die Straße und der Strand von Boca Chica um den Start herum blockiert) usw. Nehmen wir optimistisch an, dass ein Startplatz mit einer Handvoll Pads, etwas beabstandet, um Querinterferenzen zu mindern, kann 3 Starts pro Tag bewältigen. Dann brauchen Sie 1000 Seiten. Das ist eine Seite alle 12 Meilen.
@reirab Jetzt bedeckt Cape Canaveral etwa 12 Meilen Küstenlinie. Sie sehen, wohin das führt ;-). OK, CC ist groß – vielleicht können wir mit 6 Meilen auskommen. Das ist die halbe US-Küstenlinie. Selbst auf den zweiten Blick und in Anbetracht der Größe des Landes ist es absurd.
@Peter-ReinstateMonica KSC/CC hat mehr als 40 Startplätze an dieser 12 Meilen langen Küste, nicht nur einen. (Obwohl ich zustimme, dass 3.000 tägliche Starts in der Tat ziemlich viel sind.)

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Quellenverwirrung von TechCrunch+

Der Artikel der Energy Consulting Group zitiert einen Artikel von Darrell Etherington bei TechCrunch , der kein Interview mit Musk ist, sondern eine schlecht zusammengefasste Reihe von Tweets. Die Energy Consulting Group geht von folgendem aus

(1 000 Raketen) x (3 Starts pro Tag) x (1 000 Tonnen) = 3 000 000 Tonnen/Tag

Dies folgt aus dieser Aussage in ihrer TechCrunch-Quelle .

insgesamt mehr [SIC] als 1.000 Flüge pro Jahr und Fahrzeug.

Diese Behauptung im TechCrunch+ Artikel verwischt das Ziel für 2050 und das aktuelle Ziel.

In Tweets vom 7. November 2019 sagt Musk

Die Nutzlast der Starship-Flotte pro Jahr im Orbit ist die überwältigendste Metrik, da sie darauf ausgelegt ist, 3X pro Tag zu fliegen, was ~1000X pro Jahr ist [...] Wenn wir so viele Raumschiffe wie Falcons bauen, also ~100 Fahrzeuge & jedes 100 Tonnen in die Umlaufbahn, das ist eine Kapazität von 10 Millionen Tonnen Nutzlast pro Jahr in die Umlaufbahn

Das heißt NICHT, dass 1.000 Raumschiffe dreimal am Tag fliegen werden. Das heißt, 100 Raumschiffe fliegen dreimal täglich, für 300 Flüge am Tag, jeden Tag, wobei jedes der 100 Raumschiffe 1000 Mal im Jahr fliegt.

Sie können diese Reihe von Tweets vom 16. Januar 2020 sehen

Megatonnen pro Jahr für die Umlaufbahn sind erforderlich, damit das Leben zu einem multiplanetaren Raumschiff wird. Das Designziel für Raumschiffe beträgt durchschnittlich 3 Flüge / Tag, also ~ 1000 Flüge / Jahr bei> 100 Tonnen / Flug, sodass alle 10 Schiffe 1 Megatonne pro Jahr für die Umlaufbahn erbringen /Jahr erreicht 1000 in 10 Jahren oder 100 Megatonnen/Jahr oder vielleicht etwa 100.000 Menschen pro Erde-Mars-Orbitalsynchronisation

Woher kamen also die tatsächlichen 1.000 Raketen? Es scheint einer von zwei Orten zu sein,

Die tatsächlichen Aussagen von Musk scheinen zu der Annahme zu verleiten, dass der unmittelbare Plan dies erfordert

  • 1.000 Raumschiffe, die alle 26 Monate die Erde verlassen werden, um Fracht und Passagiere zum Mars zu befördern,
  • Darüber hinaus wird es jedes Jahr 100.000 Frachthübe auf den Raumschiffen geben, die von 100 Raketen durchgeführt werden, die ein Jahr lang ~ 3 Mal am Tag abheben und 100 Tonnen für eine jährliche Kapazität von 10 Millionen Tonnen in die Umlaufbahn tragen.

Dies ist eine Startkadenz von

  • 1,000 launches/2yr(alle zwei Jahre für die Hauptreise) + 100,000 launches/yr(Heben von 10 Mio. Tonnen)
  • = 500 launches/yr + 100,000 launches/yr
  • = 100,500 launches/yr

Diese 100.500 Starts/Jahr ergeben eine drastisch andere Berechnung als 3.000 Starts/Tag (1.095.000 Starts/Jahr), von denen die Energy Consulting Group ausgeht.

Launches per day = (100,500 / 365)
                 = 275

btfd = 275 launches * 1000 (tons of LNG) / 1,000,000 (million) * 48.7 (conversion million-metric-tons-LNG to billion-cubic-feet-NG)
btfd = 13.4

SpaceX wird also 13,4 btfd verbrauchen, nicht die 150 btfd, die die Energy Consulting Group in ihrer Analyse berechnet hat.

Was das Ziel von 100 MT (1.000 Starts/Tag) betrifft, so sagt Musk, dass es das Ziel für 2050 ist . Angesichts all der anderen Behauptungen, die Musk über das Ziel von 10 Megatonnen/Jahr aufgestellt hat, ist es sicherlich nicht richtig abgewogen. Im Zusammenhang mit „100.000 Menschen pro Orbitalsynchronisierung Erde-Mars“ ist das nirgendwo zu sehen (wir bleiben bei 0), und SpaceX müsste eine ausgefeilte Starship-Produktionslinie haben, um alle drei Tage ein Starship zu produzieren (selbst einmal, egal für 10 Jahre ohne Stall). Ganz zu schweigen davon, dass ich nicht glaube, dass sie ein einzelnes orbitales Startfahrzeug zweimal am Tag wiederverwendet haben (egal, ein Raumschiff dreimal am Tag) . Sie sind weit davon entfernt, eines dieser Ziele zu erreichen. Sie stellen immer noch Testraketen her und der letzte Test war vor über fünf Monaten.

Diese Behauptung stellt sich als Musks 30-jähriges „Ziel“ heraus. Aber die realistischere Prognose geht von 100.500 Starts pro Jahr aus, worüber er viel mehr spricht, und er ist noch lange nicht in der Nähe davon. Wenn Sie das Ziel für 2050 zitieren, scheint der Titel „SpaceX's Starship May Nearly Triple US Natural Gas Demand“ von schlechter Form zu sein, da Sie den aktuellen Verbrauch von LNG mit dem prognostizierten Verbrauch eines Unternehmens vergleichen dreißig Jahre .

Basierend auf dieser Antwort scheint Ihre eigentliche Frage zu lauten: „Hat SpaceX ein Ziel von 3.000 Starship-Starts pro Tag?“
Ein Vergleich mit dem derzeitigen Verbrauch scheint nicht so unfair zu sein, da der Verbrauch idealerweise heruntergefahren wird, um die CO2-Emissionsziele zu erreichen (obwohl er auch auf die Wasserstoffproduktion durch Pyrolyse umstellen könnte, anstatt das Methan zu verbrennen).
Dieses Gespräch darüber, ob der Mars die Mühe überhaupt wert ist, wurde in den Chat verschoben . Fühlen Sie sich frei, dort etwas hinzuzufügen, und hinterlassen Sie Kommentare, die versuchen, den Beitrag hier zu verbessern.
Haben Sie einen Vergleich der 10 Millionen Tonnen Nutzlast pro Jahr im Orbit mit den aktuellen Payload-to-Orbit-Zahlen? Ich habe den Eindruck, dass das etwa 10.000 oder 100.000 mehr sind als heute erreicht wird.
Es sollte hinzugefügt werden, dass selbst bei 100 statt 1.000 die Nachfrage immer noch um fast 20 % steigen würde. Nicht 3-fach, aber signifikant.

Benötigt ein Starship-Start 1000 Tonnen LNG?

Ja , das ist eine vernünftige Schätzung. Wikipedia listet 800 Tonnen nur für den Booster auf und zitiert ein Interview mit Musk vom August 2021. Zusätzliche 200 Tonnen für das Raumschiff selbst erscheinen nicht unangemessen.

Benötigt eine Flotte 150 bcfd?

Ja , das ist eine vernünftige Schätzung, wenn wir davon ausgehen, dass 3.000 Starts pro Tag das Ziel sind ; siehe Evans Antwort für eine Untersuchung dieser spezifischen Behauptung.

(1 000 rockets) x (3 launches per day) x (1 000 tonnes) = 3 000 000 tonnes/day

3 Millionen Tonnen LNG werden in 146,1 Milliarden Kubikfuß pro Tag (bcfd) umgewandelt. Erdgas besteht zu etwa 95 % aus Methan , daher ist es sinnvoll, auf 150 bcfd aufzurunden.

Lag der US-Verbrauch 2019 bei nur 82 bcfd?

Ja , das ist ziemlich genau. Laut der US Energy Information Agency lag der Verbrauch im Jahr 2019 bei 85 bcfd. Der Verbrauch in den Jahren 2020 und 2021 wird voraussichtlich bei etwa 83 bcfd liegen. Die Produktion ist mit 93 bcfd etwas höher, wobei die Differenz auf LNG-Exporte entfällt.

Offensichtlich erklärt nichts davon, ob SpaceX tatsächlich bis zu 3.000 Starship-Starts pro Tag skalieren könnte, ob es dafür tatsächlich eine Nachfrage gäbe und ob die USA so viel Erdgas produzieren könnten. Es gibt auch einen Engpass bei der Verflüssigung von Erdgas – die derzeitige US-Kapazität beträgt nur etwa 10 bcfd . Die Erweiterung dieser Kapazität kostet viel – die kürzlich in Betrieb genommene Freeport-Anlage in Houston kostete 13,5 Milliarden Dollar, der Bau dauerte über fünf Jahre und verflüssigt nur etwa 2 bcfd.

Beachten Sie, dass SpaceX plant, Methan chemisch aus CO2 und Wasser zu produzieren, nicht aus dem Boden zu extrahieren oder biologisch zu produzieren. Sie haben bereits eine Luftzerlegungsanlage auf Starbase installiert, um Luft in Sauerstoff, Stickstoff und CO2 zu zerlegen.
@JörgWMittag die Ironie ist, dass dafür Strom benötigt wird, und der meiste Strom in Texas wird durch Erdgas erzeugt .
@LShaver Es liegt nicht außerhalb des Bereichs der Möglichkeit, dass SpaceX, das derselben Person gehört, die Tesla / SolarCity betreibt / besitzt, möglicherweise eine andere Stromquelle verwendet (z. B. Solarpanel-Farmen und batteriegespeicherter Strom). Wenn man bedenkt, dass dies Prognosen für ein Vierteljahrhundert von jetzt an sind, scheint es ziemlich vernünftig anzunehmen, dass sie ebenso viel wie anzunehmen, dass sie anderswo im Staat erzeugtes Erdgas verwenden werden.
@TylerH Realistisch gesehen könnten sie vielleicht nur einen Kernreaktor bauen. Weder Sonne noch Wind sind eigentlich rein „grün“. Grün für keine CO2-Emissionen? Ja. Grün für keinen ökologischen Schaden? NEIN.
@Nelson: Irgendwann muss man für die Nutzung von Energie ökologische Schäden in Kauf nehmen. Kernreaktoren sind alles andere als ökologisch sauber, zum Beispiel von fhr.nuc.berkeley.edu/wp-content/uploads/2014/10/… „Der Bau bestehender US-Kernkraftwerke aus dem Jahr 1970 erforderte 40 Tonnen (MT) Stahl und 90 Kubikmeter (m3) Beton pro durchschnittlicher Megawatt Stromerzeugungskapazität (MW(ave))" . Die Herstellung von Beton und Stahl sind kaum „saubere“ Prozesse. Es gibt viel Sonne in Texas und Boca Chica liegt an der Küste (wahrscheinlich gut für Wind)
Angenommen, Sie denken, dass dieser winzig kleine Blip ein ökologischer Schaden ist.
@ Flydog57 - nicht wirklich fair, über 50 Jahre alte Technologie mit Reaktordesigns der 4. und 5. Generation zu vergleichen. Vor allem angesichts von Dingen wie radiantnuclear.com
Wird die Raketenflotte von SpaceX die gesamte Nachfrage der Vereinigten Staaten nach Methan/Erdgas verdreifachen?
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