AMMONIA: Climate and environmental impacts of green ammonia (NH3)

Det er nødvendig med kraftige og vedvarende reduksjoner i utslipp av drivhusgasser for å oppfylle målene satt i Parisavtalen fra 2015. Politikerne og industrien mener at en overgang fra fossile brensler til hydrogen og hydrogenbaserte energibærere kan være en del av løsningen. Grønn ammoniakk produseres basert på grønt hydrogen ved bruk av fornybare energikilder og har fått stor oppmerksomhet den siste tiden. Det har potensiale til å avkarbonisere ammoniakkproduksjonen, og den kan være en karbonfri løsning for energilagring og energitransport, spesielt innenfor skipssektoren. Til tross for alle fordelene ved å gå over fra fossilt brennstoff til grønn ammoniakk, er det også mange utfordringer relatert til bruk av denne gassen. Dagens bruk av ammoniakk er hovedsakelig knyttet til landbrukssektoren, og fører til forverret luftforurensning, utslipp av andre drivhusgasser enn CO2 og nedbrytning av ozonlaget. Historien har også vist at nye teknologier kan gi uforutsette konsekvenser, f.eks. med utslipp av klorfluorkarboner som bryter ned ozonlaget og fører til økt global oppvarming. Derfor er det helt nødvendig å raskt avdekke og kvantifisere potensielle klima- og miljøeffekter ved økt bruk av ammoniakk. Slik kunnskap er avgjørende for at industrien kan sikre at ny teknologi ikke bare er karbonfri, men også helt miljøvennlig. AMMONIA fører sammen ledende atmosfæreforskere samt produsenter, brukere og teknologiutviklere innenfor grønn ammoniakk. Ved bruk av observasjoner og de beste modellverktøyene har prosjektet som mål å betraktelig øke kunnskapen vår om atmosfæreeffekter relatert til både historisk og potensiell framtidig bruk av ammoniakk. Et hovedmål er å gi industrien, beslutningstakere og andre forskere den nødvendige kunnskapen om konsekvenser på klima og miljø når tradisjonelt fossilt drivstoff erstattes med grønn ammoniakk.

The development of green ammonia (NH3) has recently gained wide interest due to its potential to decarbonize ammonia production and as a carbon-free solution for energy storage and transportation. Green ammonia production is purely based on renewable energy sources and no carbon is associated with its use, e.g. as a chemical fertilizer, or when ammonia is combusted in an engine. However, the production and use of ammonia come with other climate and environmental challenges due to its alteration of the Earth’s nitrogen cycle. Emissions of ammonia to air may lead to formation of fine particles through complex atmospheric chemistry and aerosol processes, affecting air quality and human health. The particles also affect climate through reflection of sunlight. Use of ammonia leads to emissions of nitrous oxide (N2O), a long-lived and potent greenhouse gas. N2O is currently also the dominant gas depleting the ozone layer, which protects us from harmful UV radiation. Atmospheric impacts due to nitrogen oxides (NOx) add to the complexity. According to the 2021 report of the IPCC, the representation of ammonia in models is rather unsatisfactory with great uncertainties. Before introducing new ammonia technologies on a large scale, we need to thoroughly understand current atmospheric impacts of ammonia. The AMMONIA project aims to greatly enhance our knowledge on atmospheric impacts associated with both current and potential future use of ammonia. Comprehensive state-of-the-art modelling, carefully validated by ground-based and space-borne measurements, will be performed together with world leading experts. The integrated and consistent approach of AMMONIA will be further strengthened by feeding the multi-model results into a life-cycle assessment. The project aims to provide the industries, decision-makers and the scientific community with the necessary scientific knowledge on climate and environmental consequences of replacing conventional fossil fuels with green ammonia.