Techno-economic assessment of liquefied CO2 transport via trucking

Abstract

This study presents a techno-economic evaluation of liquefied CO2 transport via trucking, covering the full transport chain from liquefaction, buffer storage and trucking to reconditioning. The analysis spans a wide range of transport demands (25–1000 t/d) and distances (25–500 km), aiming to quantify the conditions under which trucking is a cost-effective alternative to pipeline transport. A detailed cost model was developed for each transport stage, including component-level capital and operating costs. Results indicate that trucking transport is economically favorable for long distances and low transport volumes, with its cost advantage ending beyond 400 t/d. As distance increases, trucking remains competitive at higher flow rates up to this threshold. Liquefaction is the dominant cost contributor at shorter distances, whereas the trucking part becomes the largest cost factor over longer distances. Buffer storage and reconditioning consistently contribute less to the total cost. Operational expenditure (OPEX) consistently exceeds capital expenditure (CAPEX), with energy consumption and liquefaction O&M costs together representing on average around 60% of OPEX (ranging from ∼80% for the 50 km case to ∼43% for the 500 km case). The Sensitivity analysis identifies trailer load capacity and electricity price as the most influential cost drivers, while fixed infrastructure costs have relatively minor impacts. Overall, this work provides a robust framework and practical insights for selecting cost-efficient CO2 transport methods and supports future planning of CCUS systems. Beyond its quantitative findings, this study introduces a transparent, step-by-step methodology for CO2 trucking cost assessment, filling a notable gap in existing literature.

In dieser Studie wird eine technisch-wirtschaftliche Bewertung des Transports von verflüssigtem CO2 per Lkw vorgelegt, die die gesamte Transportkette von der Verflüssigung über die Pufferlagerung und den Transport per Lkw bis zur Wiederaufbereitung abdeckt. Die Analyse umfasst ein breites Spektrum von Transportanforderungen (25-1000 t/d) und Entfernungen (25-500 km), um die Bedingungen zu quantifizieren, unter denen der Lkw-Transport eine kostengünstige Alternative zum Pipelinetransport darstellt. Für jede Transportphase wurde ein detailliertes Kostenmodell entwickelt, das die Kapital- und Betriebskosten auf Komponentenebene berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Lkw-Transport bei großen Entfernungen und geringen Transportmengen wirtschaftlich vorteilhaft ist, wobei der Kostenvorteil jenseits von 400 t/d endet. Mit zunehmender Entfernung bleibt der Lkw-Transport bei höheren Durchflussmengen bis zu dieser Schwelle wettbewerbsfähig. Bei kürzeren Entfernungen ist die Verflüssigung der vorherrschende Kostenfaktor, während bei größeren Entfernungen der Lkw-Transport der größte Kostenfaktor wird. Pufferlagerung und Rekonditionierung tragen durchweg weniger zu den Gesamtkosten bei. Die Betriebskosten (OPEX) übersteigen durchweg die Investitionskosten (CAPEX), wobei der Energieverbrauch und die Betriebs- und Wartungskosten für die Verflüssigung zusammen im Durchschnitt etwa 60 % der OPEX ausmachen (zwischen ∼80 % für den 50 km-Fall und ∼43 % für den 500 km-Fall). Die Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die Anhängelastkapazität und der Strompreis die einflussreichsten Kostentreiber sind, während die festen Infrastrukturkosten relativ geringe Auswirkungen haben. Insgesamt bietet diese Arbeit einen robusten Rahmen und praktische Erkenntnisse für die Auswahl kosteneffizienter CO2-Transportmethoden und unterstützt die zukünftige Planung von CCUS-Systemen. Über die quantitativen Ergebnisse hinaus führt diese Studie eine transparente, schrittweise Methodik für die Bewertung der Kosten von CO2-Transporten ein und füllt damit eine bemerkenswerte Lücke in der bestehenden Literatur.