Auch das für Düngemittel benötigte Ammoniak kann in Zukunft grün produziert werden.
Unsere Lösungen für grüne Chemikalien
Erfahren Sie mehr über unser Segment
Grünes AmmoniakPotenzial für die Energiewende
Ammoniak zählt zu den weltweit wichtigsten Grundchemikalien. Wird es mithilfe erneuerbarer Energie hergestellt, kann grünes Ammoniak zusätzlich eine wichtige Rolle als Energieträger und beim Transport von grünem Wasserstoff spielen.
Ammoniak aus erneuerbarer Energie
Im Alltag begegnet uns Ammoniak etwa beim Lebkuchen backen, da das Backtriebmittel Hirschhornsalz leicht danach riecht. Reines Ammoniak in größeren Mengen ist jedoch nur für den industriellen Einsatz mit hohen Sicherheitsstandards vorgesehen. In der Industrie erfüllt es viele Aufgaben, vor allem in Düngemitteln zur Erhaltung fruchtbarer Böden, und dient außerdem als Kältemittel, etwa in Eishallen.
Ammoniak ist wie Wasserstoff farblos, riecht jedoch stechend und kann je nach Herstellungsweise „grün“ sein. Heute wird es noch überwiegend auf Basis fossiler Rohstoffe hergestellt, erklärt Thore Lohmann, Head of Transformation Management von thyssenkrupp Uhde. Grünes Ammoniak hingegen kommt ohne fossile Rohstoffe für die Wasserstofferzeugung aus: Mit Strom aus erneuerbaren Energien wird Wasserstoff per Elektrolyse (H2) hergestellt, Stickstoff (N2) aus der Luft gewonnen und beides anschließend zu Ammoniak (NH3) verbunden.
Ein Blick in die Zukunft: Grünes Ammoniak steckt voller Potenziale
In Zukunft kann Ammoniak eine weitere wichtige Funktion übernehmen – als Transportmittel für grünen Wasserstoff. Damit in Europa und speziell auch in Deutschland der wachsende Bedarf an grünem Wasserstoff für die Transformation emissionsintensiver Industrien gedeckt werden kann, können Importe aus Regionen mit guten Bedingungen für erneuerbare Energien eine wichtige Rolle spielen.
Der Transport von Wasserstoff über lange Strecken ist allerdings technisch anspruchsvoll, erklärt Lohmann: „Für den Transport in großen Mengen muss das Gas bei -253 °C verflüssigt werden.“ Diese Kühlung erfordert viel Energie. Zudem kann während Transport und Lagerung ein Teil des Wasserstoffs verdampfen.
„Mit Ammoniak können auf weniger Raum viel größere Energiemengen transportiert werden, denn bezogen auf das Volumen ist die Energiedichte von Ammoniak sehr viel größer als von flüssigem Wasserstoff“, erklärt Lohmann. Ammoniak lässt sich bereits bei rund -33 °C verflüssigen und kann auf Basis etablierter Verfahren gelagert und transportiert werden.
Es werden schon heute jedes Jahr viele Millionen Tonnen Ammoniak per Schiff transportiert. Die notwendige Infrastruktur ist bereits vorhanden und der sichere Umgang ist weltweit seit Jahrzehnten etabliert und eingeübt.
Energie in chemischer Form: Das ist Power-to-Ammonia
Der Transport von grünem Ammoniak ist einfacher, sicherer und kostengünstiger als der von grünem Wasserstoff. Beim Power-to-Ammonia-Verfahren wird Wasserstoff per Elektrolyse aus erneuerbaren Energien hergestellt und Stickstoff mithilfe eines Luftzerlegers aus der Umgebungsluft gewonnen. So entsteht grünes Ammoniak – ein klimaneutraler Energieträger, in dem erneuerbare Energie chemisch gespeichert wird. Nach dem Transport kann es wieder in grünen Wasserstoff umgewandelt oder direkt genutzt werden, etwa in der Stahl-, Zement- und Chemieindustrie, als Schiffstreibstoff oder in Gaskraftwerken. Bei richtiger Verbrennung entstehen nur Wasser und Stickstoff. Bei thyssenkrupp Steel wird die Stahlproduktion mit grünem Wasserstoff bereits getestet.
Bei thyssenkrupp Steel wird bereits die Stahlproduktion auf Basis von Wasserstoff getestet.
Voraussetzungen für eine erfolgreiche Energiewende
thyssenkrupp Uhde liefert die Technologie zum Bau von Anlagen zur Produktion von grünem Ammoniak. „Wir können derzeit in einer einzigen Anlage bis zu 5000 Tonnen grünes Ammoniak pro Tag produzieren”, so Lohmann. Mit Blick auf die Zukunft und die neue Rolle der Chemikalie reichen diese Kapazitäten aber noch nicht, um den stark steigenden Bedarf an Ammoniak auch in Zukunft zu decken. Denn neben dem Wasserstoff-Transport bleibt Ammoniak auch weiterhin für die Düngemittelproduktion wichtig.
thyssenkrupp arbeitet daher konstant an der Erweiterung der Produktionskapazitäten. Neben dem Bau neuer und der Umstellung bestehender Anlagen müssen in Zukunft aber vor allem sehr viel erneuerbare Energie, mehr Schiffe und Terminals vorhanden sein, damit grünes Ammoniak sein volles Potenzial für die Energiewende entfalten kann, so Lohmann.