SafeAm – Increased safety of ammonia handling for maritime operations

I dag brukes ammoniakk hovedsakelig i produksjon av gjødsel forlandbrukssektoren, men det har imidlertid blitt sett på som et lovende drivstoff for å redusere karbonutslipp. Ammoniakk er et karbonfritt molekyl som produserer ingen karbondioksidutslipp når det forbrennes. Flytende ammoniakk som drivstoff krever også mindre plass enn flytende hydrogen. Dette gjør ammoniakk til en god kandidat som et alternativt drivstoff og energibærer for langtransport. Grønn ammoniakk er også karbonnøytral. Likevel, flere faktorer må vurderes, spesielt om på sikkerhet til ammoniakk bruk, handtering og lagring i marine miljøet. Ammoniakk blir klassifisert som farlig fordi det er giftig, har høy korrosivitet og er brennbar. Langvarig eksponering av ammoniakk kan irritere og brenne hud, munn, hals og øyne. Det kan også føre til lungeskader og potensiell død. I tillegg kan branner og eksplosjoner oppstå. Når det gjelder påvirkning på livet i havet, er ammoniakk en trussel mot akvatisk liv. Uionisert ammoniakk er ekstremt giftig for fisk, og forårsaker skade på fiskens gjeller, indre organer og hud, og kan føre til død. Det fremmer også veksten av marine alger. Risikoen for rask fordamping kan heller ikke utelukkes dersom det skjer store utslipp av flytende ammoniakk i havet. Kompetanse- og samarbeidsprosjektet (KSP) SafeAm har som mål å akselerere implementeringen av ammoniakk som et nullutslippsdrivstoff og energibærer ved å forbedre designet for sikkerhetssystemer og prosedyrer for håndtering av utilsiktede lekkasjer. SafeAm skal utvikle et eksperimentelt datasett og termofysiske modeller til å øke den kvantitative forståelsen av fysiske fenomener knyttet til ammoniakkløsning, blanding og fordampning. SafeAm skal levere et nytt validert verktøy (PIRATE) for å beregne det totale opptaket av ammoniakk i sjøvann og total mengde som spres i luften og sentrale ytelsesindikatorer og veiledning til regulering for økt bruk av ammoniakk maritimt.

Ammonia (NH3) has intrinsic risks due to toxicity and flammability. While used as fertilizer for decades, accidents leading to severe injuries and deaths have been reported during production, storage and use. Concerns about NH3 safety for large-scale implementation in the maritime offshore industry are raising, especially about the effects of large releases on and into water. SafeAm will secure the feasibility of ongoing efforts and investments towards emerging NH3 technologies for use on the waterways. This will be accomplished by a full-chain cross-disciplinary effort, closing key knowledge gaps. Through experiments with increased fidelity and an expanded parameter space combined with thermodynamics modelling, SafeAm enables the quantitative description of the effects of LNH3 spills on and into water. This will be represented by a thermodynamic model developed in the framework of the project, which gives input to NH3-dispersion models both in air and in water. Based on this, the extent of the toxic cloud in atmosphere and the hazards for humans will be assessed for relevant and realistic spill scenarios. In addition, novel environmental risk-maps based on LNH3 spill-to-sea behaviors will be produced. Risk trade-offs between the benefit to the environment related to climate change and new risks to human and environment will be used as support for societal acceptance. Finally, input to standardization and guidelines will result from the work in SafeAm, defining up a set of safe handling procedures for application of NH3 over water considering the specific risk factors and criticalities. The findings thus will widen the horizon for quantitative risk assessment of alternative fuel applications.