Könnte Ammoniak ein schwarzer Schwan der Energiebranche sein?

Der Ammoniakmarkt hat einen Wert von etwa 33 Milliarden Dollar und ist für 1,8 % der weltweiten Kohlenstoffemissionen verantwortlich. Ammoniak wird unter sehr hohem Druck aus Wasserstoffund Stickstoff hergestellt. Die Produktion von Ammoniak ist energieintensiv und mehr als nur ein bisschen "schmutzig", wenn es um die Kohlenstoffemissionen geht.

Könnte Ammoniak wirklich der Kraftstoff der Zukunft sein? Ich habe mich kürzlich mit Wasserstoff beschäftigtund es ist klar, dass eine der größten Herausforderungen von Wasserstoff als Kraftstoff seine Dichte in gasförmiger Form ist, zusammen mit den hohen Kosten für Lagerung und Transport.... Ammoniak in flüssiger Form bietet eine verlockende potenzielle Lösung, auch wenn es einige Herausforderungen mit sich bringt (Ammoniak ist explosiv, giftig und stinkt stark!). Potenzielle frühe Anwendungen für Ammoniak als Kraftstoff umfassen die Schifffahrt und vielleicht sogar dieLuftfahrt!

Wie wird Ammoniak hergestellt?

Das Ausgangsmaterial für Ammoniak (NH3) ist einfach Stickstoff und Wasserstoff. Stickstoff kann relativ effizient aus der Luft durch kryogene (Abkühlung der Luft, so dass der Stickstoff herausfällt) Prozesse extrahiert werden, während Wasserstoff etwas schwieriger ist. Typischerweise wird Dampf bei sehr hohen Temperaturen verwendet, um Wasserstoff von den Kohlenwasserstoffatomen in Methan oder Kohle abzuspalten. Dabei entsteht eine Menge Kohlendioxid!

Als nächstes werden die beiden Gase in einen Reaktor geleitet und in einem Prozess, der sich in 100 Jahren kaum verändert hat, auf etwa 250 bar unter Druck gesetzt, dem sogenannten Haber-Bosch-Prozess. Bei diesem Prozess werden die Wasserstoffatome aus dem Ausgangsmaterial mit Stickstoff aus der Luft verbunden. All dies ist ziemlich energieintensiv, da sowohl für die Gewinnung des Stickstoffs als auch für das Hochpumpen der beiden Gase auf so hohe Drücke Energie benötigt wird.

Wie steht es um die Sicherheit und die lokale Umwelt?

Ammoniak bringt einige Herausforderungen mit sich! Eine kurze Google-Suche nach den Risiken von Ammoniak ergibt folgendes:

'Exposition gegenüber hohen Konzentrationen vonAmmoniakin der Luft verursacht sofortiges Brennen der Augen, der Nase, des Rachens und der Atemwege und kann zu Erblindung, Lungenschäden oder Tod führen. Das Einatmen geringerer Konzentrationen kann Husten und Reizungen von Nase und Rachen verursachen.

Also nicht die schönste Chemikalie, der man ausgesetzt wird! Abgesehen von den möglichen gesundheitlichen Auswirkungen ist sie auch korrosiv und explosiv, was die Ingenieure vor einige interessante Herausforderungen stellt...

Ingenieure sind jedoch an den Umgang mit anspruchsvollen Chemikalien und Ammoniak gewöhnt, denn in den Vereinigten Staaten gibt es bereits 2000 Meilen an Ammoniak-Pipelines sowie eine umfangreiche Infrastruktur für die Herstellung und den Vertrieb von Ammoniak. Es ist also nicht ausgeschlossen, dass Ammoniak für einige Anwendungen der richtige "grüne" Brennstoff sein könnte.

In der Tat werden die vorhandenen Kohlenwasserstoffe über Pipelines, LKWs, Tankstellen usw. verteilt. Benzin und Diesel haben ihre eigenen Herausforderungen in Bezug auf Umwelt- und Explosionsgefahren.

Schließlich wird Ammoniak regelmäßig in der Kältetechnik und inWärmepumpen eingesetzt, so dass es sehr wahrscheinlich ist, dass Sie im Alltag regelmäßig an sicher gelagertem Ammoniak vorbeikommen, z. B. in Krankenhäusern, Supermärkten und vielen anderen Einrichtungen!

Wäre Ammoniak teurer als Wasserstoff?

Eine Studie der RoyalSociety zeigt erhebliche Einsparungen bei der Verwendung von Ammoniak im Schienenverkehr, in der Schifffahrt und im Schwerlastverkehr auf... in der Tat fast 80 % weniger als bei Wasserstoffgas und ein Drittel der Kosten von verflüssigtem Wasserstoff.

Schiene, Schwerlastverkehr und Schifffahrt sind die drei Sektoren mit echtem Potenzial für den Einsatz von Ammoniak als umweltfreundlichem Kraftstoff.

Dies unterstreicht das echte Potenzial von Ammoniak im Transportwesen. Es sind vielleicht diese drei Bereiche, in denen Ammoniak ein wirklich interessantes Potenzial als Kraftstoff für die Zukunft hat.

Wie grün könnte Ammoniak sein?

Ammoniak könnte absolut kohlenstofffrei sein. Wenn man grünen Wasserstoff (entweder mit grünem Strom oder Kohlenstoffabscheidung und -speicherung) und grünen Strom herstellen kann, kann man auch grünen Ammoniak herstellen. Man braucht nur eine Menge grüner Energie! Ich denke, der Fokus sollte jetzt auf der Dekarbonisierung des bestehenden weltweiten Ammoniakbedarfs liegen... dies würde dann eine solide Grundlage für Ammoniak als potenziell grüner Kraftstoff schaffen!