Ammo­ni­ak als Trä­ger für grü­ne Energie

Hohe und vola­ti­le Prei­se für Erd­gas sowie der Über­gang zu erneu­er­ba­ren Quel­len: von die­sen zwei gro­ßen Trends wird der Ener­gie- und Gas­markt domi­niert. Die drin­gends­ten Bedar­fe konn­ten bei­spiels­wei­se durch LNG-Impor­te zum Teil gedeckt wer­den. Im Markt stößt jedoch eine Alter­na­ti­ve auf hohes Inter­es­se: Ammo­ni­ak als Trä­ger für grü­ne Ener­gie und Wasserstoff.

Lucretia Löscher, COO thys­sen­krupp Uhde: „Wir haben in den letz­ten Jah­ren zahl­rei­che Stu­di­en durch­ge­führt, um die öko­no­mi­sche Mach­bar­keit von Pro­jek­ten mit erneu­er­ba­ren Ener­gien zu bewer­ten. Anrei­ze wie der Infla­ti­on Reduc­tion Act, H2 Glo­bal und Hydro­gen Head Start unter­stüt­zen die­sen welt­wei­ten Trend.“

Die Spe­zia­lis­ten von thys­sen­krupp Uhde in Aus­tra­li­en haben für ver­schie­de­ne Kun­den und Anwen­dungs­fäl­le tech­nisch-öko­no­mi­sche Stu­di­en durch­ge­führt, die zusam­men­ge­rech­net eine poten­zi­el­le welt­wei­te Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tät von über 30 Mil­lio­nen Ton­nen pro Jahr an grü­nem Ammo­ni­ak erge­ben wür­den. Um den dafür not­wen­di­gen grü­nen Was­ser­stoff her­zu­stel­len, müss­ten Elek­tro­ly­seu­re in einer Grö­ßen­ord­nung von mehr als 45 Giga­watt Leis­tungs­auf­nah­me her­ge­stellt wer­den, aus­ge­legt für recht unter­schied­li­che Bedin­gun­gen bei der Strom­ver­sor­gung. Die Sum­me der Kapa­zi­tä­ten aus den Stu­di­en zeigt einen kla­ren Trend und ein deut­lich gestie­ge­nes Inter­es­se an Ammo­ni­ak als Ener­gie­vek­tor und bedeu­tet eine fun­da­men­ta­le Diver­si­fi­zie­rung in sei­ner Nutzung.

Ammo­ni­ak ist eine der welt­weit am meis­ten gehan­del­ten Grund­che­mi­ka­li­en und wird heu­te haupt­säch­lich zur Her­stel­lung von Dün­ge­mit­teln ver­wen­det, basie­rend auf Erd­gas als Roh­stoff. Immer mehr Pro­du­zen­ten suchen jetzt nach Alter­na­ti­ven, und es gibt zwei Mög­lich­kei­ten: Die ers­te ist das „blaue Ammo­ni­ak“, das zwar immer noch aus Erd­gas her­ge­stellt wird, bei dem aber CO2 abge­schie­den und gespei­chert wird, um den CO2-Fuß­ab­druck soweit wie mög­lich zu redu­zie­ren. Ers­te Pro­jek­te sind bereits ange­lau­fen, und vie­le Län­der sehen dar­in einen gang­ba­ren Weg, um die Nach­hal­tig­keit bereits kurz­fris­tig zu verbessern.

Mit­tel- und lang­fris­tig ist eine voll­stän­dig fos­silfreie Ammo­niak­pro­duk­ti­on der Schlüs­sel zu einer nach­hal­ti­gen Welt. Für grü­nes Ammo­ni­ak wer­den nur Was­ser, Luft und erneu­er­ba­re Ener­gie benö­tigt, um die­se stark nach­ge­frag­te Basis­chemi­ka­lie CO2-frei zu pro­du­zie­ren. Da die Infra­struk­tur für die Hand­ha­bung, die Lage­rung und den Trans­port von Ammo­ni­ak bereits welt­weit vor­han­den ist, kann grü­nes Ammo­ni­ak in den son­ni­gen Golf­staa­ten, in Aus­tra­li­en oder in ande­ren Län­dern pro­du­ziert wer­den, die reich an erneu­er­ba­ren Ener­gien sind. Dann wird es in Län­der mit hohem Bedarf an erneu­er­ba­ren Ener­gien und Was­ser­stoff trans­por­tiert. Dazu zäh­len vie­le euro­päi­sche Länder.

Ammo­ni­ak hat eine um fast 33 Pro­zent höhe­re volu­metri­sche Ener­gie­dich­te als flüs­si­ger Was­ser­stoff und ist daher effi­zi­en­ter und kos­ten­güns­ti­ger zu trans­por­tie­ren. Dar­über hin­aus ver­flüs­sigt es sich bei ‑33 Grad Cel­si­us, was leicht zu errei­chen und zu hal­ten ist – beson­ders im Ver­gleich zur Tem­pe­ra­tur von flüs­si­gem Was­ser­stoff, die mit ‑253 Grad Cel­si­us nahe dem „abso­lu­ten Null­punkt“ liegt.

Wenn grü­nes Ammo­ni­ak sei­nen Bestim­mungs­ort erreicht, kann es über Ammo­ni­ak-Cracking wie­der in Was­ser­stoff umge­wan­delt wer­den – eine Tech­no­lo­gie, die thys­sen­krupp Uhde eben­falls anbie­ten kann. Das ermög­licht es, fos­sil- basier­ten Was­ser­stoff durch grü­nen Was­ser­stoff zu erset­zen und damit die Wert­schöp­fungs­ket­ten für vie­le Che­mi­ka­li­en nach­hal­ti­ger zu gestal­ten. Noch effi­zi­en­ter ist die direk­te Ver­wen­dung von grü­nem Ammo­ni­ak, zum Bei­spiel in Gas­tur­bi­nen zur Strom­erzeu­gung. Dies wird bereits im Rah­men der Mit­ver­bren­nung erprobt, und auch rei­ne Ammo­ni­ak­tur­bi­nen sind in der Entwicklung.

Um auch den Trans­port selbst nach­hal­tig zu gestal­ten, sind immer mehr Ree­de­rei­en an der Ver­wen­dung von grü­nem Ammo­ni­ak als Schiffs­treib­stoff inter­es­siert. Bei einer voll­stän­di­gen Ver­bren­nung von Ammo­ni­ak wür­den nur Stick­stoff (der kli­ma­neu­tra­le Haupt­be­stand­teil unse­rer Atmo­sphä­re) und Was­ser als Emis­sio­nen ent­ste­hen. Die ent­spre­chen­den Tech­no­lo­gien wer­den bereits ent­wi­ckelt und ange­wen­det. Im Ver­gleich zum der­zei­ti­gen Schiffs­treib­stoff wer­den bei die­sem Ansatz die Emis­sio­nen von Schwe­fel, Ruß, Fein­staub und C02 voll­stän­dig ver­mie­den. Daher ist Ammo­ni­ak eine pas­sen­de Mög­lich­keit, grü­ne Ener­gie und Was­ser­stoff dort­hin zu brin­gen, wo sie gebraucht werden.