Industrin söker gröna alternativ till fossila bränslen, och ammoniak pekas ut som en lovande lösning. Den kan fungera som långsiktig lagring av vätgas för industrin och som bränsle för sjöfarten, där efterfrågan på klimatneutrala bränslen ökar.
– Ammoniak är starkt kopplad till utvecklingen av en vätgasbaserad ekonomi. Grön vätgas producerad med förnybar energi kan användas både som råvara och energikälla, men dess lagring är kostsam och svår. Ammoniak erbjuder ett kostnadseffektivt alternativ, samtidigt som det kan bli ett viktigt bränsle för sjöfarten och industrin, säger Ville Vuorinen, professor i energiteknik vid Aalto-universitetet.
Ammoniak som energibärare och bränsle
För att undersöka ammoniakens möjligheter och utmaningar har ett treårigt forskningsprojekt startats. AINA-projektet (Ammonia Energy Conversion and Social Acceptance) drivs av finska universitet och industriföretag. Det har fått 2,5 miljoner euro i finansiering från Business Finland, varav 1,1 miljoner går till Aalto-universitetet.
– För att få tidigare fossilbränsledrivna system att fungera med nya bränslen behövs forskning. Ammoniak har specifika egenskaper – det brinner inte intensivt, är giftigt och kan vara korrosivt för vissa metaller. Vi behöver en grundläggande förståelse för hur ammoniak fungerar i motorer, brännkammare och bränseceller. Vi använder 3D-modellering för att studera förbränning och undersöker experimentellt hur ammoniak kan omvandlas tillbaka till vätgas, säger Vuorinen.
Grön och grå ammoniak
Ammoniak framställs av vätgas och kväve. Traditionellt produceras den med naturgas, vilket kallas grå ammoniak. Grön ammoniak produceras i stället med förnybar energi, exempelvis sol- eller vindkraft. Slutprodukten är densamma, men klimatavtrycket skiljer sig avsevärt. Idag används ammoniak främst i konstgödselproduktion.
Sjöfarten har som mål att bli klimatneutral till år 2050, men elektrifiering av stora fartyg är en utmaning. Därför riktas intresset mot gröna bränslen, där ammoniak är ett av de mest lovande alternativen. Det ger inga koldioxidutsläpp vid förbränning och är enklare att lagra än vätgas, eftersom det lättare kondenseras och kan transporteras effektivt.
– Vätgas kan lagras i form av ammoniak för transport och långtidslagring. Vid användning, exempelvis i kraftverk, kan den omvandlas tillbaka till vätgas, säger Vuorinen.
Utmaningar och reglering
För att använda ammoniak som energikälla måste den antingen förbrännas eller omvandlas till elektricitet med hjälp av bränseceller. Det finns dock utmaningar.
– Förbränning har ett dåligt rykte på grund av fossila bränslen. Ammoniak kan också bilda små mängder lustgas, en kraftfull växthusgas. Dessutom är frågor kring säkerhet och reglering fortfarande i ett tidigt skede. Vi undersöker dessa aspekter inom projektet, säger Vuorinen.
Projektet samlar forskare från Aalto-universitetet, Vasa universitet, Åbo Akademi, Åbo universitet och VTT. Industripartner är bland andra Wärtsilä, YARA, Andritz, Flexens, Elcogen, Convion och Elomatic.
– AINA-projektet är avgörande för att förstå gröna bränsleteknologier. Det hjälper oss att utveckla fossilfria bränslen och främja den gröna omställningen. Samtidigt undersöker vi ammoniakens och vätgassens sociala acceptans, säger Jari Hyvönen, General Manager på Wärtsilä.
Kunskap för framtidens energilösningar
Målet är att inte bara undersöka ammoniakens användning inom olika energiapplikationer, utan också att utveckla industrins kompetens genom forskarutbildning och teknikutveckling.
– Vi använder avancerade modelleringsmetoder för att analysera utsläppens ursprung. För att säkerställa framtidens energiförsörjning behöver vi flera olika metoder för att producera och lagra energi. Djupgående forskning är avgörande för att den gröna omställningen ska bli verklighet, avslutar Vuorinen.
Källa: Talous ja Logistiikka