L'ammoniaca potrebbe essere un cigno nero energetico?

Il mercato dell'ammoniaca vale circa 33 miliardi di dollari e rappresenta l'1,8% delle emissioni globali di carbonio. Prodotta sotto pressioni elevatissime dall'idrogenoe dall'azoto; la produzione di ammoniaca è ad alta intensità energetica e più che un po' "sporca" quando si tratta di emissioni di carbonio.

L'ammoniaca potrebbe davvero essere il carburante del futuro? Di recente ho esaminato l'idrogenoed è chiaro che una delle maggiori sfide dell'idrogeno come combustibile è la sua densità in forma gassosa insieme agli elevati costi di stoccaggio e trasporto.... L'ammoniaca in forma liquida fornisce una potenziale soluzione allettante anche se ha alcune sfide (l'ammoniaca è esplosiva, tossica e molto puzzolente!) Tra le potenziali applicazioni iniziali dell'ammoniaca come combustibile vi sono il trasporto marittimo e forse anche l'aviazione!

Come viene prodotta l'ammoniaca?

Lo stock di alimentazione per l'ammoniaca (NH3) è semplicemente Azoto e Idrogeno. L'azoto può essere estratto in modo relativamente efficiente dall'aria attraverso processi criogenici (raffreddamento dell'aria in modo che l'azoto cada fuori), mentre l'idrogeno è un po' più complicato. Tipicamente, il vapore è usato a temperature molto alte per togliere l'idrogeno dagli atomi di Idrocarburo nel Metano o nel Carbone. Questo produce molta anidride carbonica!

Successivamente i due gas vengono immessi in un reattore e pressurizzati a circa 250 bar in un processo che è cambiato poco in 100 anni chiamato processo Haber-Bosch. In questo processo gli atomi di Idrogeno di allora vengono combinati con l'Azoto dell'aria. Tutto ciò è piuttosto energico, poiché l'energia è necessaria per estrarre l'azoto e per pompare i due gas a pressioni così elevate.

E la sicurezza e l'ambiente locale?

L'ammoniaca ha le sue sfide! Una rapida ricerca su Google sui rischi dell'ammoniaca porta a questo:

"Esposizione ad alte concentrazioni diammoniacain aria provoca un immediato bruciore agli occhi, al naso, alla gola e alle vie respiratorie e può provocare cecità, danni ai polmoni o la morte. L'inalazione di concentrazioni inferiori può causare tosse e irritazione del naso e della gola".

Quindi non è la sostanza chimica più bella a cui esporsi! Oltre ai potenziali impatti sulla salute, la sua azione corrosiva ed esplosiva presenta alcune interessanti sfide per gli ingegneri...

Tuttavia, gli ingegneri sono ben abituati a gestire le sostanze chimiche e l'ammoniaca, infatti negli Stati Uniti ci sono già 2000 miglia di condutture per l'ammoniaca insieme a una sostanziale infrastruttura per la produzione e la distribuzione dell'ammoniaca. Quindi non è certamente impossibile che l'ammoniaca possa essere il combustibile "verde" giusto per alcune applicazioni.

Infatti, gli idrocarburi esistenti sono distribuiti attraverso condutture, camion, stazioni di servizio, ecc. La benzina e il diesel hanno le loro sfide in termini di rischi ambientali ed esplosivi.

Infine, l'ammoniaca viene regolarmente utilizzata nella refrigerazione enelle pompe di calore, percui è molto probabile che si passi regolarmente vicino all'ammoniaca immagazzinata inmodo sicuro nella nostra vita quotidiana in siti come ospedali, supermercati e molti altri!

L'ammoniaca sarebbe più costosa dell'idrogeno?

Uno studio della RoyalSociety evidenzia un risparmio sostanziale utilizzando l'ammoniaca nei trasporti ferroviari, navali e stradali pesanti... in realtà quasi l'80% di riduzione a quella del gas idrogeno e un terzo dei costi dell'idrogeno liquefatto.

La ferrovia, la strada pesante e la navigazione sono i tre settori con un reale potenziale di utilizzo dell'ammoniaca come combustibile verde.

Questi mettono in evidenza il reale potenziale dell'ammoniaca nei trasporti. Sono forse questi tre settori in cui l'ammoniaca ha un potenziale davvero interessante come carburante per il futuro.

Quanto può essere verde l'ammoniaca?

L'ammoniaca potrebbe essere assolutamente a zero emissioni di carbonio. Se si può produrre idrogeno verde (sia con l'elettricità verde che con la cattura e lo stoccaggio del carbonio) e l'elettricità verde si può produrre ammoniaca verde. Hai solo bisogno di molta energia verde! Penso che l'attenzione ora potrebbe essere focalizzata sulla decarbonizzazione della domanda di ammoniaca esistente nel mondo... questo fornirebbe una base solida per l'ammoniaca da usare potenzialmente come combustibile verde!