Warum Ammoniak der effizientere Wasserstofftransport ist

Unser Wasserstoffbedarf wächst von Jahr zu Jahr. Im Jahr 2050 wird der Bedarf an Wasserstoff sieben Mal höher sein als der Bedarf auf dem Wasserstoffmarkt im Jahr 2020. Damit wir auch unseren Bedarf in Deutschland decken können, sind wir darauf angewiesen, grünen Wasserstoff zu importieren. Da der Transport von Wasserstoff, also flüssigem H_2, sehr aufwendig, verlustreich und teuer ist, ist für die Energiewende vor allem eine chemische Verbindung als Energieträger von besonderer Bedeutung: Ammoniak, also NH_3.

Ammoniak – ein idealer Wasserstoffspeicher und Energieträger

Die Verwendung von Ammoniak als Energieträger und Transportmittel für Wasserstoff bringt viele Vorteile mit sich. Es ist nicht nur energieeffizienter als der Transport von Wasserstoff, sondern mit Ammoniak können auf weniger Raum größere Energiemengen über weite Entfernungen transportiert werden. Ein weiterer Pluspunkt für die Superchemikalie: Für den Transport von Ammoniak besteht bereits eine global etablierte Infrastruktur, die sicher und effizient ist.

Wasserstoff wird mittels Elektrolyse aus 100 % erneuerbaren Quellen hergestellt. Parallel wird Stickstoff mithilfe eines Luftzerlegers aus der Umgebungsluft gewonnen und dem Wasserstoff hinzugefügt. In diesem kohlenstofffreien Prozess entsteht grünes Ammoniak - ein klimaneutraler Energieträger. Das hergestellte grüne Ammoniak kann nun per Schiff an den Zielort transportiert werden. Schiffe und Hafenterminals dafür existieren weltweit.

Sobald das Ammoniak am Zielort ankommt, wird es mithilfe des Ammoniak-Cracking-Prozesses wieder in Wasserstoff und Stickstoff gespalten. Der Wasserstoff kann dann in zahlreichen Industrien als klimaneutraler Energieträger eingesetzt werden. Das Team von thyssenkrupp Uhde setzt dabei auf die uhde® Reformertechnologie als Basis für den Ammoniak-Cracking-Prozess im Großmaßstab.

Der Ammoniak-Cracking-Prozess: Erhitzen, Trennen, Abkühlen, Reinigen

Die Zerlegung von NH₃ zu H₂ und N₂ geschieht mithilfe eines Ammoniak-Crackers. In dieser Anlage wird Ammoniak in Wasserstoff und Stickstoff aufgespalten. Zunächst wird das Ammoniak erhitzt, bis es vollständig verdampft und in den gasförmigen Zustand versetzt wird. Hiernach wird es in den Reaktor eingeleitet, in dem die Ammoniakspaltung katalytisch stattfindet. In der Regel findet der Prozess bei Temperaturen von 600-900 °C und einem Druck von 50-100 bar statt. Im Anschluss wird das Produkt heruntergekühlt und restliche geringe Mengen an Nebenprodukten abgetrennt, so dass man einen reinen Wasserstoffstrom erhält. Dieser kann dann direkt genutzt oder in eine Pipeline eingespeist werden. Genutzt werden kann der Wasserstoff dann zum Beispiel in der Stahlindustrie, als Kraftstoff für Brennstoffzellen oder in der Chemieindustrie.