Einführung

Betrachten wir nun Ammoniak.
In den letzten Jahren hat Ammoniak im Zuge der Förderung der Klimaneutralität als dekarbonisierter Brennstoff und Wasserstoffträger zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Insbesondere angesichts der wachsenden internationalen Nachfrage nach Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels nimmt die Verwendung von Ammoniak als saubere Energiequelle parallel zum Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien rasant zu.

Weltweit streben die Länder Klimaneutralität bis etwa 2050 an, und in Japan wird die Einführung von Ammoniak als Kraftstoff im Rahmen der „Green Growth Strategy“ gefördert.
Darüber hinaus entwickelt die EU derzeit im Rahmen ihrer „Fit for 55“-Politik eine Infrastruktur zur Versorgung mit grünem Ammoniak, und auch China erwägt den Einsatz von Ammoniak im Rahmen seiner Strategie zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen.

Es gibt verschiedene Verfahren zur Ammoniakherstellung, und die richtige Wahl muss unter Umweltaspekten getroffen werden. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die ESG-Perspektive und erläutern detailliert die verschiedenen Ammoniakarten, ihre jeweiligen Eigenschaften, ihre Umweltauswirkungen, Strategien, die Unternehmen anwenden sollten, und ihren Zusammenhang mit Wasserstoffenergie.

Warum erregt Ammoniak gerade jetzt Aufmerksamkeit?

Um Klimaneutralität zu erreichen, treiben Länder weltweit die Dekarbonisierung voran. Ammoniak spielt dabei aus folgenden Gründen eine wichtige Rolle:

Potenzial als CO₂-freier Kraftstoff

Ammoniak setzt bei der Verbrennung kein CO₂ frei und gilt als vielversprechende saubere Energiequelle, die herkömmliche fossile Brennstoffe ersetzen kann.
Insbesondere laufen Demonstrationsversuche in Wärmekraftwerken, um die Emissionen durch die Mitverbrennung von Ammoniak mit Kohle deutlich zu reduzieren.

Rolle als Wasserstoffträger

Ammoniak kann in einer Form verwendet werden, die die Speicherung und den Transport von Wasserstoff erleichtert und somit zur Verwirklichung einer Wasserstoffgesellschaft beitragen kann.
Insbesondere weil Wasserstoff ein Gas ist und sich schwer transportieren lässt, wird eine Technologie entwickelt, um ihn in Form von Ammoniak zu speichern und bei Bedarf als Wasserstoff zu extrahieren.

Nutzung der bestehenden Infrastruktur

Ammoniak findet breite Anwendung in der Düngemittel- und Chemieindustrie. Durch die Nutzung bestehender Produktions- und Vertriebsinfrastrukturen kann auf den Bau neuer Infrastruktur in großem Umfang verzichtet und somit die Implementierungskosten gesenkt werden.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird Ammoniak für den Einsatz in einer Vielzahl von Bereichen in Betracht gezogen, darunter Energieerzeugung, Transportwesen und industrielle Anwendungen. Insbesondere wird erwartet, dass es als Treibstoff für Schiffe und Kraftwerke verwendet wird.

Ammoniakarten

Ammoniak wird im Allgemeinen je nach Herstellungsverfahren in drei Typen unterteilt.

Graues Ammoniak

Wasserstoff wird hauptsächlich durch Dampfreformierung ( SMR ) von Erdgas (Methan) hergestellt, Ammoniak wird mittels des Haber-Bosch-Verfahrens synthetisiert.
Dieses Verfahren ist das gängigste und macht den Großteil der weltweiten Ammoniakproduktion aus. Es gilt derzeit als das wirtschaftlichste Verfahren, da die Produktionskosten relativ niedrig sind und bereits großtechnische Anlagen vorhanden sind.
Aufgrund der hohen CO₂-Emissionen sind jedoch Verbesserungen aus Nachhaltigkeitsperspektive erforderlich.

Blaues Ammoniak

Es wird auf die gleiche Weise wie graues Ammoniak hergestellt, nutzt aber die CCUS-Technologie (Carbon Capture, Utilization and Storage), um das emittierte CO₂ aufzufangen, zu speichern oder zu nutzen und so die Umweltbelastung zu reduzieren.
Dieses Verfahren ermöglicht es, die CO₂-Emissionen deutlich zu reduzieren und gleichzeitig fossile Brennstoffe zu nutzen.
Die Weiterentwicklungen der CCUS-Technologie treiben die Einführung von blauem Ammoniak voran, das als vielversprechende Brücke zur Dekarbonisierung auf kurze Sicht angesehen wird.
Allerdings gibt es noch Probleme hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit, wie beispielsweise die Kosten für CO₂-Abscheidungsanlagen und die Notwendigkeit, die Infrastruktur auszubauen.

Grünes Ammoniak

Zur Erzeugung von Wasserstoff durch Wasserelektrolyse werden erneuerbare Energiequellen (Wind, Sonne, Wasserkraft usw.) genutzt, aus denen anschließend Ammoniak synthetisiert wird.
Diese Methode gilt als die umweltschonendste, da sie kein CO₂ freisetzt.
Viele Länder arbeiten derzeit an groß angelegten Demonstrationsprojekten zur Ausweitung der Produktion von grünem Ammoniak, doch die Produktionskosten bleiben hoch und es ist notwendig, ein System zur Versorgung mit erneuerbarer Energie aufzubauen.
Es wird erwartet, dass zukünftige technologische Innovationen die Kosten senken und eine breite Anwendung ermöglichen.

Verschiedene Arten von Umweltauswirkungen

Es gibt drei Arten von Ammoniak: graues, blaues und grünes, die jeweils unterschiedliche Auswirkungen auf die Umwelt haben.
Im Folgenden werden wir die einzelnen Arten von Umweltauswirkungen detailliert erläutern.

Umweltauswirkungen von grauem Ammoniak

Graues Ammoniak wird aus Erdgas, einem fossilen Brennstoff, hergestellt und setzt daher während des Herstellungsprozesses große Mengen CO₂ frei.
Es wird angenommen, dass bei der Herstellung von 1 Tonne Ammoniak etwa 1,6 bis 1,8 Tonnen CO₂ entstehen, was eine große Herausforderung für das Erreichen der Klimaneutralität darstellt.
Derzeit werden Technologien zur Emissionsreduzierung entwickelt, aber ein Übergang zu grünem Ammoniak ist erforderlich, um die Umweltbelastung grundlegend zu verringern.

Die Umweltauswirkungen von blauem Ammoniak

Blaues Ammoniak reduziert die CO₂-Emissionen durch den Einsatz der CCUS-Technologie (Carbon Capture, Utilization and Storage) im Herstellungsprozess von grauem Ammoniak.
Durch die Abscheidung und Speicherung des emittierten CO₂ ist es möglich, die tatsächlichen Emissionen zu reduzieren.
Allerdings werden die CO₂-Emissionen in diesem Fall nicht vollständig null sein, und die Kosten für die Abscheidungstechnologie sowie den Infrastrukturausbau bleiben weiterhin problematisch.
Dennoch gilt sie als effektive kurzfristige Dekarbonisierungsstrategie.

Die Umweltauswirkungen von grünem Ammoniak

Der größte Vorteil von grünem Ammoniak ist, dass es mit erneuerbarer Energie hergestellt wird, wodurch die CO₂-Emissionen auf null reduziert werden.
Es wird erwartet, dass es sich um eine nachhaltige Energieversorgungsmethode handelt, da es Wasserstoff durch Elektrolyse unter Verwendung von Wind- und Solarenergie erzeugt und diesen dann zur Synthese von Ammoniak nutzt.
Allerdings sind die Kosten derzeit hoch, und es bedarf weiterer technologischer Innovationen und politischer Unterstützung für eine breite kommerzielle Einführung.

Von Unternehmen benötigte Strategien

Im Zuge der Dekarbonisierung müssen Unternehmen strategisch darüber nachdenken, wie sie den Einsatz von Ammoniak positionieren.
Kurzfristig ist der Einsatz von blauem Ammoniak, mit dem sich die CO₂-Emissionen reduzieren lassen, eine realistische Option, langfristig dürfte jedoch ein Übergang zu grünem Ammoniak erforderlich sein.
Politische Unterstützung und Investitionsförderung werden entscheidend sein, und Unternehmen werden voraussichtlich verpflichtet sein, Maßnahmen mit Blick auf nachhaltiges Wachstum zu ergreifen.

Kurzfristige Strategie: Nutzung von blauem Ammoniak

Blaues Ammoniak eignet sich als kurzfristige Übergangsmaßnahme, da es durch den Einsatz der CCUS-Technologie die Umweltbelastung im Vergleich zu grauem Ammoniak verringern kann.
Insbesondere ist es für Unternehmen eine einfach umzusetzende Option, da sie ihnen ermöglicht, die CO₂-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die bestehende Infrastruktur zu nutzen.

Langfristige Strategie: Umstellung auf grünes Ammoniak

Da grünes Ammoniak ausschließlich mit erneuerbarer Energie hergestellt wird, glauben wir, dass es zur Verwirklichung einer dekarbonisierten Gesellschaft beitragen wird.
Allerdings stellen die hohen Kosten und die Notwendigkeit, die Versorgungsinfrastruktur auszubauen, weiterhin Probleme dar, weshalb Unterstützung durch Investitionen vonseiten der Regierung und der Unternehmen erforderlich ist.
Für Unternehmen, die nachhaltig wirtschaften wollen, wird die Zukunft einen Übergang zu grünem Ammoniak erfordern.

Umweltinvestitionen und Stakeholder-Beziehungen

Unternehmen müssen den Einsatz von Ammoniak nicht nur im Hinblick auf die Reduzierung ihrer Umweltauswirkungen, sondern auch unter dem Gesichtspunkt von ESG-Investitionen in Betracht ziehen.
Mit dem wachsenden Interesse von Investoren und Verbrauchern werden Unternehmen dazu aufgefordert, transparent Umweltschutzmaßnahmen zu ergreifen.
Durch die Ausarbeitung einer nachhaltigen Energiestrategie erhofft man sich, das Vertrauen der Stakeholder zu gewinnen und den Unternehmenswert zu steigern.

Die Beziehung zwischen Ammoniak und Wasserstoff

Wie bereits erwähnt, gewinnt Ammoniak (chemische Formel: NH3) als Trägerstoff, der Wasserstoff effizient speichern und transportieren kann, zunehmend an Bedeutung.
Wasserstoff ist leicht und muss unter hohem Druck und niedriger Temperatur gelagert werden, aber die Umwandlung in Ammoniak kann die Probleme des Transports und der Lagerung lösen.

Ammoniak als Wasserstoffträger

Wasserstoff ist an sich schon schwer über lange Strecken zu transportieren, aber wenn er in Form von Ammoniak gespeichert wird, erhöht sich seine Energiedichte und ein stabiler Transport wird möglich.
Insbesondere wird zur Verwirklichung einer Wasserstoffgesellschaft die Verwendung von Ammoniak als Mittel zur effizienten Speicherung und zum Transport von Wasserstoff gefördert, und dies wird derzeit geprüft.

Ammoniak unterstützt die Verbreitung von Wasserstoffenergie

Weltweit treiben Länder derzeit die Einführung von Wasserstoffenergie voran, und für den Aufbau dieses Versorgungsnetzes ist es wichtig, Ammoniak als Wasserstoffträger zu nutzen.
Insbesondere in Japan und Europa werden Anstrengungen unternommen, um Wasserstoffversorgungsnetze auf Basis von grünem Ammoniak aufzubauen.

Das Potenzial von Ammoniak als Brennstoff

In den letzten Jahren wurde auch eine Technologie zur direkten Verbrennung von Ammoniak entwickelt.
Dadurch kann es direkt als Brennstoff für Schiffe und Kraftwerke verwendet werden, was voraussichtlich zu einer weiteren Dekarbonisierung beitragen wird.

Zusammenfassung

Ammoniak dürfte eine wichtige Energiequelle für die Verwirklichung einer dekarbonisierten Gesellschaft sein.
Wie bereits erwähnt, variiert die Umweltwirkung von Ammoniak je nach Art stark. Kurzfristig ist es notwendig, blauen Ammoniak zu verwenden, langfristig hingegen auf grünen Ammoniak umzusteigen.
Unternehmen müssen nachhaltige Energiestrategien entwickeln und Umweltmaßnahmen ergreifen, die den Erwartungen von Investoren und Verbrauchern entsprechen. Darüber hinaus dürfte die Rolle der Ammoniakspeicherung und des -transports beim Aufbau einer Wasserstoffgesellschaft von Bedeutung sein.
Es wird erwartet, dass die Nutzung von Ammoniak in Zukunft durch politische Unterstützung und technologische Innovationen weiter gefördert wird.