Grünes Ammoniak

Besser als Wasserstoff: Schlägt NH3 den Wunderstoff der Defossilierung?

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Von Jütland bis Australien: Das sind die größten NH3-Projekte

Das derzeit größte europäische Projekt für grünen Ammoniak entsteht im dänischen Esbjerg, wo mit Windstrom Ammoniak für Schiffsantriebe und Düngemittel produziert werden soll. Noch wesentlich größer denkt man in Australien: Dort soll das 10 Milliarden Dollar schwere Asian Renewable Energy Hub, eine Windkraft- und Photovoltaik-Anlage mit 9 GW Gesamtleistung, um eine Ammoniak-Produktionsanlage ergänzt werden.

Prinzipiell ließe sich der Wasserstoff auch wieder zurückgewinnen: An einem „Ammoniak-Cracker“ arbeitet etwa das Zentrum für Brennstoffzellentechnik (ZBT) zusammen mit dem Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen. Dabei wird flüssiges NH3 in einem Druckreaktor bei etwa 700 bis 800 °C in ein Gasgemisch mit hohem Wasserstoffanteil gespalten.

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Der Wasserstoff wird anschließend in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung genutzt. Clou des Verfahrens ist, dass der Brenner, der den Ammoniak-Reaktor auf Temperatur bringt, mit Restgas aus der Brennstoffzelle betrieben wird. So erreicht der Prozess nach Angaben der Entwickler einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent.

Alles Ammoniak? Was Methanol und Co. könnten

Ein wesentlicher Aspekt, der die Kombination aus Wasserelektrolyse und Ammoniaksynthese als „Stromspeicher“ so attraktiv macht, ist ihre gute Laststeuerbarkeit: So könne etwa die alkalische Wasserelektrolysetechnologie (AWE) von Thyssenkrupp innerhalb von Minuten auf Volllast hochfahren und Lastschwankungen in Sekundenschnelle ausgleichen, erklären die Anlagenbauer. Damit passt sich die Produktion an die fluktuierende Stromerzeugung von Photovoltaik und Windenergie an.

Natürlich gäbe es auch Alternativen zum Ammoniak: So arbeitet unter anderem das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE an der Herstellung von Methanol aus Wasserstoff und CO2. Das Verfahren produziert auf diese Weise nicht nur eine der häufigsten Basischemikalien, sondern kann auch Kohlendioxid aus Abgasströmen nutzen.

Die Forscherinnen und Forscher sind damit nicht allein: Die Arbeit ist Teil des Projekts „Power-to-Methanol“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und von der Dechema geleitet wird. Als industrielle Partner sind etwa Crop Energies (Südzucker-Gruppe Clariant sowie Thyssenkrupp Industrial Solutions mit an Bord.

Doch auch Methanol ist nicht ohne Tücken: So lässt der CO2-Anteil im Synthesegas Katalysatoren altern. Außerdem ist das Verfahren von der Verfügbarkeit von Kohlenmonoxid und -dioxid abhängig - „Rohstoffen“, die – so seltsam es klingt – im Zuge der Defossilierung ein rares Gut werden könnten.

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