Ammoniakk som hydrogenvektor til energimarkedet

En av utfordringene ved overgangen fra fossile til fornybare energikilder er store geografiske variasjoner og sesongvariasjoner i produksjon og forbruk av fornybar kraft og dermed et behov for storskala lagring og transport av ren energi. Bruk av grønn ammoniakk som karbonnøytral, fornybar energibærer er en gjennomførbar måte å sikre forsyningssikkerhet til forbruker. Grønn ammoniakk er i denne sammenhengen produsert av hydrogen, via elektrolyse av vann, og nitrogen fra lufta, og dette vil også være utslippsproduktet når energien forbrukes. Det kan også benyttes såkalt blå ammoniakk, som blir produsert fra naturgass med CO2 fangst og lagring. Grønn ammoniakk fungerer da som et flytende batteri med høy energitetthet sammenlignet med alternative løsninger for lagring og transport av fornybar kraft, og det eksisterer også allerede infrastruktur for storskala transport av ammoniakk til sjøs, med en flåte av gass skip som har ammoniakk på lastlisten. Ammoniakk er betydelig bedre egnet for storskala lagring og transport sammenlignet med hydrogen, da ammoniakk kan oppbevares i flytende form ved moderate trykk og temperaturer. I fremtidens hydrogensamfunn vil mange av forbrukerne av fornybar energi være tilpasset bruk av hydrogen og ikke ammoniakk direkte og det er identifisert et behov for storskala omforming av ammoniakk tilbake til hydrogen ved mottaksdestinasjonen på land. Det er dette systemet som er planlagt utviklet i prosjektet. Systemet er planlagt installert på et skip, og en slik flytende mottaksterminal vil gi fordeler som raskere prosjektgjennomføring, mulighet for relokasjon og minimalt beslag på kystnært areal. Teknologien inkluderer utvikling av system for forbrenning av ammoniakk som brukes som varmekilde i prosessen, katalytisk omforming av ammoniakk til hydrogen og nitrogen og rensing av hydrogenproduktet før det sendes til sluttbruker.

Grønn ammoniakk som hydrogenbærer til energimarkedet er et prosjekt hvor sentrale industri og FoU aktører sammen har som mål og ambisjon å utvikle en teknologisk løsning for effektiv dekomponering av ammoniakk tilbake til hydrogen og nitrogen molekyler, separere disse fra hverandre for å levere hydrogen til energi eller industrielle sluttbrukere. Løsningen skal plasseres på et flytende fast forankret skip, typisk et bulk skip for transport av flytende gass. Å bryte opp ammoniakkmolekylet er varmekrevende og prinsipielt kunne man benyttet en hydrokarbonkilde for varmeproduksjon men for å sikre karbonfrie systemer så utvikles det egne brennkamre for ammoniakk som produserer denne varmen. Her forventes det utfordringer rundt utforming av brennkammer og forbrenningskinetikk for å overholde utslippskrav til NH3, NOx og N2O. Eksosen fra brennkammeret blir varmevekslet med ren ammoniakk som sendes inn i en reaktor der ammoniakken dekomponeres ved kontakt med et katalysatormateriale. Reaktoren opererer ved temperaturer opp til 700 grader Celsius og vil stille strenge krav til materialer da hydrogenet kan angripe enkelte materialgrupper og gjøre dem sprø. Egnede og kjente materialer er kostnads drivende og det skal derfor utvikles et system som minimaliserer bruken av disse materialene. Dekomponering av ammoniakk er tidligere kun gjort i liten skala hvor energieffektivitet ikke har hatt fokus. Nye katalysatormaterialer som krever lavere temperatur enn industrielt tilgjengelige katalysatorer skal utvikles og testes slik at systemet kan klargjøres for fremtidige katalysatormaterialer. Separasjon av nitrogen fra hydrogen er energikrevende og det skal derfor utvikles nye og mer egnede systemer for å skille gassmolekylene fra hverandre. Pr i dag foreligger det ikke dedikert regelverk for hydrogen og høye temperaturer om bord på skip og dette vil måtte bli nøye utredet sammen med bestemmende myndigheter. Prosjektpartnerne har den nødvendige bredde for et suksessfullt resultat.