Zou Ammoniak een energie zwarte zwaan kunnen zijn?

De ammoniakmarkt is ongeveer 33 miljard dollar waard en is goed voor maar liefst 1,8% van de wereldwijde koolstofuitstoot. Geproduceerd onder superhoge druk van Waterstofen Stikstof; de productie van ammoniak is energie-intensief en meer dan een beetje 'vies' als het gaat om de uitstoot van koolstof.

Zou ammoniak echt de brandstof van de toekomst kunnen zijn? Ik heb onlangs gekeken naar Waterstofen het is duidelijk dat een van de grootste uitdagingen van Waterstof als brandstof de dichtheid in gasvormige vorm is, samen met de hoge kosten voor de opslag en het transport ervan.... Ammoniak in vloeibare vorm biedt een verleidelijke potentiële oplossing, zelfs als het een paar uitdagingen heeft (ammoniak is explosief, giftig en zeer stinkend!). Potentiële vroege toepassingen voor ammoniak als brandstof zijn onder andere de scheepvaart en misschien zelfsde luchtvaart!

Hoe wordt ammoniak gemaakt?

De grondstof voor ammoniak (NH3) is gewoon Stikstof en Waterstof. Stikstof kan relatief efficiënt uit de lucht worden gehaald door middel van cryogene (koeling van de lucht zodat de stikstof eruit valt) processen, terwijl Waterstof iets lastiger is. Normaal gesproken wordt stoom gebruikt bij zeer hoge temperaturen om waterstof te onttrekken aan de koolwaterstofatomen in Methaan of Steenkool. Dit levert veel kooldioxide op!

Vervolgens worden de twee gassen in een reactor gevoerd en onder druk gezet tot ongeveer 250 bar in een proces dat in 100 jaar weinig veranderd is, het Haber-Bosch-proces. In dit proces worden de waterstofatomen uit de voedingsvoorraad gecombineerd met stikstof uit de lucht. Dit alles is vrij energie-intensief, omdat er energie nodig is om zowel stikstof te winnen als de twee gassen op te pompen naar zulke hoge drukken.

Hoe zit het met de veiligheid en het lokale milieu?

Ammoniak komt met zijn uitdagingen! Een snelle google over de risico's van ammoniak komt hiermee:

Blootstelling aan hoge concentratiesammoniakin de lucht veroorzaakt onmiddellijke verbranding van de ogen, neus, keel en luchtwegen en kan leiden tot blindheid, longbeschadiging of de dood. Inademing van lagere concentraties kan hoesten en irritatie van neus en keel veroorzaken.

Dus niet de leukste chemische stof om aan blootgesteld te worden! Naast de potentiële gezondheidseffecten is het ook nog eens corrosief en explosief, dus het stelt ingenieurs voor een aantal interessante uitdagingen...

De ingenieurs zijn echter goed gewend aan het omgaan met uitdagende chemicaliën en ammoniak, in feite zijn er in de Verenigde Staten al 2000 mijl aan ammoniakpijpleidingen en een aanzienlijke infrastructuur voor de productie en distributie van ammoniak. Het is dus zeker niet onmogelijk dat ammoniak de juiste 'groene' brandstof is voor sommige toepassingen.

Bestaande koolwaterstoffen worden namelijk gedistribueerd via pijpleidingen, vrachtwagens, tankstations, enz. Benzine en diesel hebben hun eigen uitdagingen op het gebied van milieu en explosiegevaar.

Ten slotte wordt ammoniak regelmatig gebruikt in koel- enwarmtepompen, zodat de kans groot is dat u in ons dagelijks leven regelmatig in de buurt van veilig opgeslagen ammoniak komt, onder andere in ziekenhuizen en supermarkten!

Zou ammoniak duurder zijn dan waterstof?

Een studie van de RoyalSociety wijst op een aanzienlijke besparing door het gebruik van ammoniak in het spoor-, scheepvaart- en zwaarwegvervoer... in feite bijna 80% minder dan waterstofgas en een derde van de kosten van vloeibaar gemaakt waterstof.

Spoorwegen, Zware Wegen en Scheepvaart zijn de drie sectoren die een reëel potentieel hebben om Ammoniak als groene brandstof te gebruiken.

Deze benadrukken het reële potentieel van ammoniak in het vervoer. Het zijn misschien deze drie gebieden waar ammoniak een interessant potentieel heeft als brandstof voor de toekomst.

Hoe groen kan ammoniak zijn?

Ammoniak zou absoluut koolstofvrij kunnen zijn. Als je groene waterstof kunt maken (met groene stroom of koolstofopvang en -opslag) en groene stroom kun je groene ammoniak maken. Je hebt gewoon veel groene energie nodig! Ik denk dat de focus nu zou moeten liggen op het koolstofvrij maken van de bestaande vraag naar ammoniak in de wereld... dat zou dan een goede basis zijn voor het potentieel gebruik van ammoniak als groene brandstof!