Es ist allgemein bekannt, dass die Revolution des grünen Wasserstoffs die meisten Diskussionen und Anstrengungen dominiert. Grünes Ammoniak stellt eine weitere Revolution dar, wenn auch etwas diskreter, aber dennoch ein Schlüsselelement in den Bemühungen um die Dekarbonisierung der Energie.
Bei der Entwicklung von umweltfreundlichen Energiealternativen sollte die Rolle von grünem Ammoniak nicht unterschätzt werden. Obwohl diese Verbindung in verschiedenen Bereichen wichtig sein wird (die wir weiter unten erwähnen), möchten wir auf ihre Rolle als Speichersystem für erneuerbaren Wasserstoff hinweisen. Auf diese Weise könnte es sich zu einer der wichtigsten Lösungen entwickeln, um eine der klarsten Herausforderungen bei der Entwicklung von grünem Wasserstoff zu bewältigen: die Schwierigkeiten bei seiner Speicherung und seinem Transport.
Wir werden über alle Anwendungen dieser Substanz im Kontext der Dekarbonisierung von Industrie, Transport und Wirtschaft berichten.
Was ist grünes Ammoniak und welche Vorteile hat es für den Transport und die Speicherung von erneuerbarem Wasserstoff?
Grünes Ammoniak wird definiert als Ammoniak, das durch die Reaktion zwischen grünem Wasserstoff und atmosphärischem Stickstoff hergestellt wird. Es gilt als „grüne“ oder umweltfreundliche Verbindung, da seine Herstellung erneuerbare Energiequellen verwendet und kein CO2 erzeugt.
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In diesem Sinne ist grünes Ammoniak von seiner Herstellung an eng mit grünem Wasserstoff verbunden, der durch Elektrolyse unter Verwendung erneuerbarer Elektrizität und Wasser als Rohstoff hergestellt wurde.
Ammoniak ist die zweithäufigste chemische Verbindung auf der Welt, da es vielfältige Anwendungen in verschiedenen Branchen gibt. Obwohl seine Gewinnung bisher den Einsatz fossiler Brennstoffe erforderte, hat gerade der Einsatz von grünem Wasserstoff die Tür für grünes Ammoniak geöffnet.
Das revolutionäre Potenzial von grünem Ammoniak liegt nicht in seiner Verwendung als primäre Energiequelle, sondern als Energievektor: Diese Substanz kann Energie speichern und freisetzen, wenn sie benötigt wird.
Deshalb spielt es, ähnlich wie grüner Wasserstoff, eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz erneuerbarer Energien, die aufgrund ihrer intermittierenden Natur zwangsläufig mit Energiespeicherinitiativen einhergehen müssen.
Gleichzeitig wird grünes Ammoniak als Speichersystem für grünen Wasserstoff eingesetzt.
Im Prozess der Ammoniaksynthese (d. h. der Kombination von Wasserstoff und Stickstoff zur Herstellung von Ammoniak oder NH3) liegt auch der Schlüssel zur Einleitung der Wasserstoffspeicherung. So stellt grünes Ammoniak, wenn es zerfällt, einen effizienten Wasserstoffträger dar (mit einem Wasserstoffgehalt von 17,8 % in der Masse).
Vorteile der Umwandlung von grünem Wasserstoff in grünes Ammoniak
Ammoniak bietet viele Vorteile in Bezug auf Speicherung und Transport und löst die Herausforderungen, die sich beim Einsatz von grünem Wasserstoff in diesen Bereichen ergeben.
Einerseits erfordert Wasserstoff eine Kompression auf das 700-fache des Atmosphärendrucks oder Kühlung auf – 253 °C für die Speicherung. Grünes Ammoniak kann dagegen bei einem Druck von 11,72 bar oder – 33 °C gelagert werden, Bedingungen, die deutlich weniger extrem sind und die Kosten für diese Operationen reduzieren.
Mit einer hohen Energiedichte ermöglicht es eine Lagerung und einen Transport in Behältern mit geringerer Größe und Gewicht im Vergleich zu Wasserstoff.
Darüber hinaus kann der Transport von grünem Ammoniak vorteilhaft sein, da bereits ein gut entwickeltes Vertriebsnetz für diese Substanz existiert, im Gegensatz zu grünem Wasserstoff, was eine Kosteneinsparung bei der Infrastruktur bedeutet.
Ein weiterer Vorteil für den Transport und die Speicherung ist, dass es sich um eine weniger entflammbare Substanz als Wasserstoff handelt, was die Sicherheit erhöht, und ihre Leckagen leichter feststellbar sind.
Schließlich ermöglicht die Produktion von grünem Ammoniak aus atmosphärischem N2, dass die Anlagen für die Produktion an einer Vielzahl von Standorten platziert werden können, vorausgesetzt, es steht erneuerbare Energie und Wasser zur Verfügung.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl verschiedene Möglichkeiten zur effizienten Speicherung von Wasserstoff in Betracht gezogen wurden, diese Vorteile grünes Ammoniak als einen festen Kandidaten positionieren, der dazu beiträgt, die Kosten für den Transport von grünem Wasserstoff zu erleichtern und zu reduzieren.
In dieser Hinsicht wurden bereits weltweit zahlreiche Initiativen gestartet, um das Potenzial von grünem Ammoniak in dieser Hinsicht zu erschließen, wie etwa das vom europäischen Projekt ARENHA entwickelte.
Verwendungen und Anwendungen von grünem Ammoniak als erneuerbare Energie
- Wie wir gesehen haben, positioniert es sich als äußerst effektive Methode zur Speicherung von grünem Wasserstoff.
- Es wird erfolgreich zur Erzeugung von kohlenstofffreiem Strom durch den Einsatz von Brennstoffzellen oder Gasturbinen eingesetzt.
- Grünes Ammoniak wird in Verbrennungsprozessen im Schiffs- und Luftverkehr eingesetzt, wobei verschiedene weit fortgeschrittene Prototypen existieren.
- Es ist auch ein fester Kandidat für die Umsetzung von Optionen zur Speicherung erneuerbarer Energien durch chemische Methoden, da es eine höhere volumetrische Dichte als Wasserstoff aufweist.
- Es spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Herstellung einiger Chemikalien als weniger umweltschädliche Alternative.
Die Rolle des grünen Ammoniaks im Energiewandel
Die Internationale Energieagentur (IEA) prognostiziert einen Anstieg der globalen Energienachfrage um 25% bis 30% in den kommenden Jahren. Angesichts dieser Zahlen ist die Dekarbonisierung des Energiesektors als Teil der Initiativen gegen den Klimawandel entscheidend.
In diesem Kontext wird die Bedeutung von grünem Wasserstoff als Schlüssel zur Dekarbonisierung und, fügen wir hinzu, die Rolle von grünem Ammoniak verstanden.
Angesichts des Ziels eines zu 100% erneuerbaren Stromsystems sind beide Substanzen der Einstieg in die effizientere Nutzung erneuerbarer Energien, die typischerweise intermittierend sind. So trägt ihre Produktion erfolgreich dazu bei, die erfolgreiche Einführung erneuerbarer Energien zu fördern.
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