A cseppfolyós ammónia a víz után talán a legfontosabb molekula, ami jelentősen meghatározta az elmúlt száz évet, és pozitív hatással volt világunkra: a tápanyagként a talajba juttatott cseppfolyós ammónia például sokkal hatásosabb a szilárd vagy folyékony műtrágyázásnál, ugyanis kimagasló hatóanyag-tartalma mellett alkalmazásával az egyre szélsőségesebb időjárás, termesztésre gyakorolt hatásait is csökkenti. Ezen kívül, mivel a nedvesség megköti az ammóniát, nem kell tartani annak későbbi kimosódásától. Sajnálatos módon

gyártása mégis a világ harmadik legnagyobb ipari folyamatainak szén-dioxid-kibocsátója, évente félmilliárd tonna szén-dioxidot termelve. (Ez a globális szén-dioxid-kibocsátás 1,8 százaléka.)

Egy új, az Oxford Egyetem kutatói által (Bill David, a kémiai tudományok professzorának vezetésével), a Királyi Társaság számára készített jelentés azonban megmutatja, hogy

a zéró széntartalmú zöld ammónia előállítása majdnem két százalékkal csökkentheti a globális szén-dioxid-kibocsátást. Sőt, megújuló energiát szolgáltathat erőműveknek, vonatoknak és más tehergépjárműveknek.

Az ammóniát régebben gázvízből nyerték, ma pedig jellemzően szintetikusan (Haber-Bosch-féle ammóniagyártással) állítják elő, miközben nagy mennyiségű szén-dioxid is keletkezik. Ezzel szemben a zöld ammóniát hidrogénnel állítják elő, amelyet megújuló villamos energia felhasználásával vonnak ki a vízből. Érdekesség, hogy az ammónia visszabontható hidrogénné és nitrogénné, így energiát bocsát ki a folyamat során, így energiahordozóként is felhasználható.  

Az Egyesült Királyságban, Oxfordshire-ben található Rutherford Appleton laboratórium kutatói egyedülálló zöld ammónia előállítő rendszerrel rendelkeznek. Az eszköz működtetését egy helyszíni szélturbina biztosítja, és napi harminc kilogramm zöld ammóniát képes előállítani, valamint szükség szerint zöldenergiát is visszajuttathat a hálózatba. A zöld ammóniatermelés életképes alternatívává tételének nagy kihívása a költségek csökkentése, amelynek nyolcvanöt százaléka villamos energia. A világ legtöbb részén a megújuló energia ugyanis továbbra is jelentősen drágább a hagyományos ammóniagyártásban használt metánhoz képest. Azonban a bőséges megújuló potenciállal rendelkező területeken a villamos energia költsége drámaian csökkent az elmúlt évtizedben, körülbelül 1,7-3,4 GBP penny / kWh-ra. Ez azt jelenti, hogy a zöld ammónia termelése tonnánként körülbelül kétszázhúsz font.

Noha ez még mindig drágább a hagyományos eljárásnál, de ahhoz, hogy továbbra is ezt a módszert alkalmazzák, miközben a kibocsátást zéróra csökkentik, a szén-dioxid elkülönítését és tárolását össze kell vonni, hogy a keletkező szén-dioxid ne kerüljön a légkörbe. Így válhat a zöld ammónia költség-versenyképessé.

A zöld ammónia a zéró kibocsátásért folyó verseny egyik legnagyobb kihívását oldhatja meg: hogyan hozhatunk létre rugalmas, zéró szén-dioxid tartalmú üzemanyag-tartalékokat, amelyek ráadásul a jelenlegi fosszilis üzemanyagokhoz hasonlóan évekig kitartanak? (Az ammónia nagy mennyiségben, folyadék formájában könnyen tárolható, mérsékelt nyomáson, vagy mínusz harminchárom Celsius-fokra hűtve. Ebben a formában az energiasűrűség körülbelül fele a benzinének.) Az ammónia előnye más potenciális üzemanyag-alternatívákkal szemben, hogy már létezik egy globális gyártási és forgalmazási rendszer, mivel műtrágyák alapanyagaként széles körben használják. Plusz van egy átfogó kikötőhálózat is, amely nagymértékben kezeli az ammóniát, így az viszonylag könnyedén a távolsági szállítás üzemanyagává válhat. Valójában a nemzetközi hajózási ipar már bebizonyította, hogy az ammónia üzemanyagként használható a legnagyobb óceánjáró konténerszállító hajóikban.

A MAN Energy Solutions, a hajómotorok tervezője és gyártója például bejelentette, hogy 2022 elején üzembe helyezi első ammóniamotorját. Ez lehetőséget kínál a zöld üzemanyagok használatára a vonatok, a nehéz teherfuvarozás és talán még a szén-dioxid-mentes repülés számára is.

Az ammónia felhasználása ugyanakkor más kihívásokat is rejt: az ammónia alapú műtrágyák használata hozzájárul a biodiverzitás globális csökkenéséhez, a széles körben elterjedt levegőminőségi problémákhoz és az üvegházhatású gázok kibocsátásához. Az új felhasználási módoknak ezért hatékony intézkedéseket kell tartalmazniuk a további kibocsátások megelőzésére. Az ammóniatárolókban és az érintett ipari területeken jelenleg is érvényben levő szigorú ellenőrzések mellett biztosítani kell az ammóniakibocsátás és az ebből eredő káros nitrogén-oxidok (NOx) képződésének csökkentését.

David szerint most az a feladatuk, hogy megvizsgálják és bemutassuk az ammónia potenciálját, a szél- és a napenergia javításától kezdve a zöld ammónia előállításának és tárolásának optimalizálásáig, illetve átfogó portfóliót kell kidolgoznunk az ammónia zöld energiaként való felhasználására, hogy a jövőben akkor és ott alkalmazhassák, ahol szükséges.

(Fotó: Pixabay)