Σύνταξη – Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης
Τον 19ο αιώνα, οι Ευρωπαίοι συνειδητοποίησαν αυτό που οι Ίνκα γνώριζαν πολύ πριν – τα περιττώματα πουλιών ή γκουάνο, αποτελούσαν ένα φανταστικό λίπασμα. Κάπως έτσι ξεπήδησε μια γιγάντια βιομηχανία αφιερωμένη στη συγκομιδή γκουάνο από αποικίες πτηνών της Λατινικής Αμερικής, όπου υπήρχαν τεράστιοι σωροί από αυτα τα υλικά.
Ήταν τόσο πλούσιο σε αμμωνία – το βασικό συστατικό – που μια απλή εισπνοή μπορούσε να προκαλέσει βήχα και φτάρνισμα. Δυστυχώς, το φορτίο δεν είναι ιδιαίτερα ευχάριστο για μεταφορά σε όλο τον κόσμο.
Καθώς η ζήτηση για λίπασμα αυξήθηκε στις αρχές του 1900, ένας χημικός άρχισε να αναρωτιέται: «υπάρχει άλλος τρόπος;». Αυτός ήταν ο Γερμανός Fritz Haber, που μαζί με τον Carl Bosch, ανέπτυξαν τη διαδικασία Haber-Bosch για τη σύνθεση αμμωνίας.
Στηριζόμαστε σε αυτήν την τεχνολογία για περισσότερα από 100 χρόνια. Χωρίς αυτην, ο παγκόσμιος πληθυσμός θα μπορούσε να είναι μόλις ο μισός από αυτόν που είναι σήμερα – τόσο ζωτικής σημασίας είναι το λίπασμα αμμωνίας για την καλλιέργεια τροφίμων.
Όμως για άλλη μια φορά, τίθεται το ερώτημα: «μήπως θα πρέπει να κάνουμε τα πράγματα διαφορετικά;». Η διαδικασία Haber-Bosch, όταν τροφοδοτείται από ορυκτά καύσιμα, είναι διαβόητα ρυπογόνος.
Η παραγωγή αμμωνίας αντιπροσωπεύει σήμερα σχεδόν το 2% των παγκόσμιων εκπομπών CO2. Τώρα, μια σειρά από εταιρείες στοχεύουν να αποδείξουν ότι μπορούν να παράγουν πράσινη αμμωνία ή εναλλακτικές λύσεις, χωρίς να καταστρέφουν το κλίμα.
«Έχουμε ένα καλά σφραγισμένο σύστημα, δεν το μυρίζεις», λέει καθησυχαστικά ο Joe Beach.
Είναι συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Starfire Energy, μιας εταιρείας με έδρα τις ΗΠΑ που αναπτύσσει μια μέθοδο παραγωγής αμμωνίας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αέρα και νερό. ο ίδιος υποστηρίζει ότι: «η δυνατή μυρωδιά της αμμωνίας είναι στην πραγματικότητα ένα όφελος. Εάν υπάρξει διαρροή, το διαπιστώνουμε γρήγορα».
Η αμμωνία ή NH3, δεν είναι τίποτα άλλο από άζωτο και υδρογόνο, και τα δύο στοιχεία σε μεγάλη αφθονία. Η ατμόσφαιρα της γης είναι κυρίως άζωτο και το νερό είναι γεμάτο υδρογόνο.
Η Starfire Energy χρησιμοποιεί ηλεκτρολύτες για να διασπάσει το υδρογόνο από το νερό και στη συνέχεια να το τροφοδοτήσει σε έναν αντιδραστήρα μαζί με το άζωτο για να παράγει αμμωνία.
Τα συστατικά ρέουν μέσα από μια κυψελοειδή δομή που είναι επενδυμένη από καταλύτη – παρόμοιο με τον καταλυτικό μετατροπέα στην εξάτμιση του αυτοκινήτου μας. Αυτή η συσκευή ωθεί το άζωτο να συνδεθεί με το υδρογόνο και η υγρή αμμωνία συλλέγεται στο τέλος της διαδικασίας.
Το κρίσιμο στοιχείο, λέει ο Beach είναι ότι η όλη διαδικασία μπορεί να λειτουργεί με διαλείπουσα ανανεώσιμη ενέργεια, όπως η αιολική και η ηλιακή. «Ένα συμβατικό εργοστάσιο αμμωνίας χρειαζεται δυο με τρείς μέρες προκειμένου να φτάσει σε πλήρη παραγωγή από τη στιγμή που θα ξεκινήσει να δουλεύει», λέει.
«Για εμάς, πρόκειται για μια διαδικασία δύο ωρών».
Μόλις ξεκινήσει, το σύστημα μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί σε λίγα λεπτά, ακολουθώντας τις διακυμάνσεις παροχής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Η Starfire Energy στοχεύει να παραδώσει τις πρώτες της συσκευές εμπορικής κλίμακας, που θα μπορούσαν να παράγουν έναν τόνο αμμωνίας την ημέρα, το 2025.
Γενικά, οι νεοφυείς επιχειρήσεις πράσινης αμμωνίας θέλουν να δείξουν ότι μπορούν να κάνουν την παραγωγή αμμωνίας καθαρότερη και ευκολότερη στον έλεγχο.
Επιπλέον πολλοί, συμπεριλαμβανομένης της Starfire Energy, ελπίζουν να συσκευάσουν την απαιτούμενη τεχνολογία σε έναν χώρο τόσο μικρό όσο ένα εμπορευματοκιβώτιο αποστολής, ώστε να μπορεί να λειτουργεί κοντά στο σημείο χρήσης – σε αντίθεση με τα τεράστια εργοστάσια της Haber-Bosch που λειτουργούν σήμερα.
«Θέλουμε να φτιάξουμε λίπασμα σε μικρή κλίμακα, ώστε να μπορούμε να το χρησιμοποιούμε πιο αποτελεσματικά», λέει η Lea Winter του Πανεπιστημίου Yale. «Η μείωση της ανάγκης μεταφοράς λιπασμάτων αμμωνίας σε μεγάλες αποστάσεις θα μπορούσε να μειώσει περαιτέρω τις εκπομπές», σημειώνει.
Μια άλλη εταιρεία, η Atmonia στην Ισλανδία, θέλει επίσης να πουλήσει μίνι εργοστάσια αμμωνίας που χωρούν μέσα σε εμπορευματοκιβώτια.
Η Helga Flosadóttir, συνιδρύτρια και διευθύνων σύμβουλος, επισημαίνει ότι ενώ η απεξάρτηση της παραγωγής λιπασμάτων από άνθρακα είναι σημαντική, ένας ακόμη μεγαλύτερος στόχος έγκειται στην παραγωγή αρκετής αμμωνίας για τη χρήση της ως καύσιμο.
Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τον κόσμο να απομακρυνθεί από τα ορυκτά καύσιμα για τις μεταφορές, για παράδειγμα.
Ο Douglas MacFarlane του Πανεπιστημίου Monash στην Αυστραλία είναι επίσης επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος της Jupiter Ionics.
Συμφωνεί ότι υπάρχει τεράστιο ενδιαφέρον για την αμμωνία ως καύσιμο, αν και προσθέτει ότι η παραγωγή θα πρέπει να αυξηθεί σημαντικά για να μπορέσει να καλύψει την αναμενόμενη ζήτηση.
«Αυτές οι εγκαταστάσεις θα πρέπει να είναι τελικά, στην κλίμακα των γιγαβάτ», λέει.
Η Jupiter Ionics σχεδιάζει επί του παρόντος να κατασκευάσει μια μονάδα παραγωγής αμμωνίας στην κλίμακα μεγαβάτ, η οποία θα μπορούσε να παράγει έναν τόνο την ημέρα.
Η τεχνολογία της διαφέρει από αυτην της Starfire Energy και της Atmonia στο ότι χρησιμοποιεί λίθιο ως ενδιάμεσο για να διασπάσει τα μόρια αζώτου. Αυτα υπάρχουν σε φυσική μορφή ως ισχυρά συνδεδεμένα ζεύγη ατόμων αζώτου, που σχηματίζουν νιτρίδιο του λιθίου.
Το άζωτο στη συνέχεια αντιδρά με το υδρογόνο για να δημιουργήσει την αμμωνία.
Μέσα στους επόμενους 12-18 μήνες η Jupiter Ionics στοχεύει να κλιμακώσει τον εξοπλισμό της έτσι ώστε να μπορεί να παράγει ένα κιλό αμμωνίας την ημέρα.
Ένας αγρότης στην πολιτεία της Βικτώριας, ο οποίος έχει ηλιακά πάνελ στη γη του, ελπίζει να δοκιμάσει το σύστημα, λέει ο καθηγητής MacFarlane.
Όπως σημειώνει ο καθηγητής Winter, είναι η επιτυχημένη κλιμάκωση αυτών των τεχνολογιών που πιθανότατα θα αποτελέσει τη μεγαλύτερη πρόκληση για αυτές τις εταιρείες.
Υπάρχουν και άλλες επιλογές. Όπως εξηγεί ο Josh McEnaney, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της Nitricity στις ΗΠΑ, «η χρήση λιπασματων αμμωνίας στα χωράφια έχει ως αποτέλεσμα εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που θα μπορούσαν να αποφευχθούν εάν ακολουθούσαμε μια πιο άμεση προσέγγιση στην χρηση του αζώτου, του κρίσιμου στοιχείου που προάγει την ανάπτυξη των φυτών στο έδαφος».
Η εταιρεία του αναπτύσσει ένα σύστημα που χρησιμοποιεί ηλιακά κύτταρα πλάσματος για να δεσμεύσει το άζωτο από την ατμοσφαιρα που στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή νιτρικού οξέος, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθει στο έδαφος.
Τα πρώτα πειράματα με φυτά τομάτας στέφτηκαν με επιτυχία και η εταιρεία δοκιμάζει τώρα την τεχνολογία της σε προμήθειες για την αμερικανική αλυσίδα fast food Chipotle. «Δεν χρειαζόμαστε καμία παραγωγή υδρογόνου», λέει ο Δρ McEnaney.
«Πάμε κατευθείαν για το λίπασμα».
Ο Bill David στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης επισημαίνει ότι, σε όλο τον κόσμο υπάρχουν ήδη πολλές υποδομές που έχουν σχεδιαστεί για την αποθήκευση και τη μεταφορά αμμωνίας.
Επαινεί τα μεγάλα έργα για την παραγωγή αμμωνίας με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως αυτό στο Ουζμπεκιστάν, που σύμφωνα με πληροφορίες θα παραγει 454.000 τόνους αμμωνίας ετησίως με τη βοήθεια 2,4 γιγαβάτ αιολικής ενέργειας.
«Ενώ η αμμωνία έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει ως καύσιμο, μπορεί επίσης να διασπαστεί για να απελευθερώσει υδρογόνο, το οποίο στη συνέχεια να χρησιμοποιηθει ως καύσιμο», επισημαίνει η Lindsey Motlow, ανώτερη ερευνήτρια συνεργάτης στην Darcy Partners, μια τεχνολογική εταιρεία που συνεργάζεται με τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου.
«Βλέπουμε πραγματική πρόοδο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας πυρόλυσης της αμμωνίας», καταλήγει.
Πηγή: BBC News
