Rol ammoniak in energietransitie reikt veel verder dan waterstofdrager

“Voor de waterstofinfrastructuur heeft groene ammoniak als waterstofdrager een belangrijk economisch voordeel ten opzichte van puur waterstofgas.” Dit stelt Nobuhiko Kubota, chief technology officer (cto) bij de Japanse multinational IHI. “En, de inzet van ammoniak in de energietransitie heeft meer voordelen.”

Tekst: Heleen van der Maas

Het bedrijf IHI, honderdzeventig jaar jong, richt zich op het engineeren en construeren van bouwwerken in dienst van de sociale infrastructuur, waaronder bruggen, waterkeringen én elektriciteitscentrales. Vanuit de ambitie bij te dragen aan de transitie naar CO2-neutrale energie en brandstof focust het bedrijf sinds tien jaar op de ontwikkeling van een groene-ammoniak-waardeketen met nieuwe ammoniaktechnologie. De komende drie jaar investeert IHI daar 3,2 miljard euro in. Ontwikkeling van de productie van en infrastructuur voor groene ammoniak als waterstofdrager is daar slechts één onderdeel van.

Economische waterstofdrager

Terugkomend op het economisch voordeel van groene ammoniak als waterstofdrager ten opzichte van puur waterstofgas, noemt Kubota vier factoren die voor de kosten van opslag en transport van ammoniak gunstig uitpakken. “Allereerst is bij opslag van eenzelfde hoeveelheid waterstof, voor ammoniak een veel kleinere tank nodig dan voor puur waterstof. Ten tweede is ammoniak al vloeibaar bij -33 graden Celsius terwijl waterstof pas in vloeibare vorm overgaat bij -253 graden Celsius. Ten derde lekt ammoniak vanwege de grotere omvang van het molecuul niet weg via de poriën van bijvoorbeeld een opslagtank, wat ammoniak in tegenstelling tot waterstofgas uitermate geschikt maakt voor langdurige opslag.” (Lees verder onder de foto.)

Nobuhiko Kubota

Veilige transporttechnologie

Als vierde punt noemt de cto de meer dan honderd jaar ervaring in ammoniakdistributie. “Voor ammoniak bestaat al een welbeproefde transporttechnologie waarin de veiligheidsrisico’s goed zijn ondervangen. Denk aan de gangbare transporten van ammoniak als grondstof voor de kunstmestproductie en andere productieprocessen in de chemische industrie. Daar zijn geen nieuwe R&D-activiteiten voor nodig.”

Nieuwe ammoniaktechnologie

R&D waar de Japanse multinational zich vooral op heeft gefocust is de ontwikkeling van nieuwe ammoniaktechnologie voor onder meer verbranding, gasturbines, generatoren en industriële ovens. Hierbij heeft ammoniak niet de rol van waterstofdrager maar van hernieuwbare brandstof. Kubota: “Voor het vrijmaken van de waterstofmoleculen uit ammoniak is energie nodig. Waarom zou je, als dat tot de mogelijkheden behoort, ammoniak niet direct als brandstof inzetten? Voor elektriciteitscentrales, industriële ovens en de scheepvaart kan ammoniak als brandstof een effectieve oplossing zijn. Wij hebben de technologie daar inmiddels voor in huis.”

Gasturbines op 100 procent ammoniak

“Onlangs is het gelukt om een kleine gasturbine van 2 megawatt om te bouwen naar 100 procent ammoniak”, vertelt Kubota verder. “Bijvoorbeeld voor off-grid gebruik in afgelegen of havengebieden, wanneer het ontbreekt aan een aansluiting op het elektriciteitsnetwerk, of bij uitval van het elektriciteitsnetwerk. Deze gasturbine komt 2027 op de markt. In 2030 breiden we uit met een grote gasturbine van 80 tot 380 megawatt die op dit moment wordt ontwikkeld in samenwerking met General Electric.” Met de veelzijdigheid aan IHI-technologieën voor het gebruik van ammoniak, wordt het ook voor sectoren waar de energietransitie een complexe aangelegenheid is, goed mogelijk de energiesystemen te decarboniseren.

Diversificatie in hernieuwbare energie

Volgens IHI is er niet één oplossing maar een mix van verschillende oplossingen nodig om wereldwijd de energietransitie te realiseren. De inzet van ammoniak creëert volgens hen een geweldige gelegenheid voor energiediversificatie. Kubota: “Wij gebruiken hernieuwbare energie, afkomstig van windturbines en zonnepanelen, om direct elektriciteit te produceren, maar ook om waterstof te produceren. Daarnaast richten we ons op groene ammoniak als energiedrager omdat wij denken dat we de technologie in handen hebben om ammoniak als hernieuwbare energiebron te gebruiken met name voor de industrie, scheepvaart en elektriciteitscentrales.”

Internationale partnerships

Momenteel bouwt IHI aan internationale partnerships voor de productie van groene ammoniak en de uitbouw van de ammoniak waardeketen in onder meer USA en Chili, Maleisië, Singapore, Indonesië, Australië, India, en het Midden-Oosten. Kubota: “Azië gebruikt ammoniak vooral in elektriciteitscentrales, terwijl we Australië, India en het Midden-Oosten als kansrijke kandidaten zien voor de productie van groene ammoniak.” In Europa is IHI een nieuwkomer. Het bedrijf wil zich aansluiten bij het team van ammoniakleveranciers voor Europa en de bewustwording van de voordelen van direct gebruik van ammoniak vergroten. Op dit moment focust IHI zich op een aantal landen met allereerst aandacht voor Nederland omdat ons land op het terrein van direct gebruik van ammoniak vooroploopt.

Energiezekerheid

Een ingang voor IHI zou de recente ontwikkeling op de G20-top kunnen zijn. Die laat zien dat de EU actief samenwerkt met andere landen om meer energiezekerheid en onafhankelijkheid van Rusland te bewerkstelligen. Kubota: “Groene ammoniak produceren met behulp van wind- en zonne-energie is overal ter wereld mogelijk. Uiteraard variëren de kosten per land, maar in principe kan elk land energieonafhankelijk worden en dus energiezekerheid realiseren met behulp van groene ammoniak en de ammoniaktechnologieën van IHI.”

Ammoniakmaatschappij

Het einddoel van IHI voor Japan is eveneens meer energieonafhankelijkheid en een CO2-neutrale ammoniakmaatschappij in 2050. De Japanse overheid steunt de missie van IHI door in eigen land het prijsverschil tussen het nu nog goedkopere aardgas en groene ammoniak te compenseren zodat simultaan de afhankelijkheid van kernenergie wordt afgeschaald en de productie van CO2-neutrale elektriciteit wordt opgeschaald. Voor meer informatie, bekijk het interview met IHI-ceo Ide op YouTube, getiteld ‘Could ammonia help tackle climate change in Europe?’.