Sintef-forsker Andrea Gruber knuser tall på tungregnemaskinen Betzy. Det gir forskerne svar på hva som må til for ammoniakk kan bli en klimaredning for store deler av skipsfarten, ifølge NTNU/Sintefs forskningsavis Gemini.no.
Med en vanlig bærbar datamaskin ville det tatt 1168 år å utføre simuleringene i dette prosjektet. Betzy fikser jobben 10 dager.
Matematikk som viser hvordan
Den matematiske løsningen viser i detalj hvordan ammoniakk forbrennes i en skipsmotor sammenlignet med naturgass eller rent hydrogen. Beregningene skal hjelpe til på veien med å fase ut klimaverstingen tungolje fra skipsfarten.
Ammoniakk er nemlig et svært godt drivstoffalternativ som kan overta. Kjemikaliet har evnen til å holde seg flytende i romtemperatur ved moderate trykknivåer, som for eksempel i vanlige gassflasker.
Dessuten finnes produksjonsmuligheter og et distribusjonsnett klart for ammoniakk allerede. Det gjør løsningen enkel å ta i bruk for store deler av verden. I tillegg kan ammoniakk produseres med helt fornybare energikilder, eller med karbonfangst og -lagring fra naturgass.
Hiver seg på ammoniakkbølgen
Flere energiaktører har den siste tiden tatt grep for å kaste seg på ammoniakktrenden.
Nylig valgte Horisont Energi Markoppneset i Hammerfest som tomt for selskapets anlegg for produksjon av ammoniakk med karbonfangst. Selskapet ønsker å bygge det de mener er Europas første storskala karbonnøytrale ammoniakkanlegg. Det skjer ved produksjon av såkalt «blå» ammoniakk fra naturgass, som innebærer at CO2 fanges under produksjonsprosessen og lagres.
I februar inngikk Yara, Statkraft og Aker Horizons en intensjonsavtale om partnerskap for utvikling av en ny verdikjede på grønt hydrogen og grønn ammoniakk på Herøya. Målet er å både fjerne et av de største CO2-utslippene nasjonalt fra ammoniakkproduksjon på Herøya og produsere utslippsfritt drivstoff til skipsfarten, karbonfri gjødsel til landbruket og bidra til å fjerne CO2 i andre energi-intensive næringer.
Samme måned inngikk Aker Clean Hydrogen og Varanger Kraft et samarbeid for å realisere hydrogen- og ammoniakkanlegg i Berlevåg. Anlegget vil bli bygget på vindkraft fra Varanger Krafts anlegg på Raggovidda i Øst-Finnmark, og på Aker Clean Hydrogens tilgang til teknologi og kompetanse for utvikling, bygging og drift av industrielle prosessanlegg.
Lagrer 50 prosent mer energi enn hydrogen per kubikk
Sintef-forskeren mener ammoniakk kan skilte med flere gode egenskaper som gjør den til en klar kandidat som grønt drivstoffalternativ for skipsfarten. Ikke minst fordi en kubikkmeter med flytende ammoniakk inneholder femti prosent mer energi enn en kubikkmeter flytende hydrogen.
Samtidig vil spillvarmen fra motoren kunne spille en nøkkelrolle. Ammoniakk består av ett nitrogenatom og tre hydrogenatomer. Etter spaltingen sitter man igjen med drivstoff som består av ammoniakk, nitrogen og hydrogen.
Hydrogenandelen i dette brenselet bidrar til å sparke forbrenningsprosessen godt i gang, med god hjelp fra store mengder oppvarmet luft fra omgivelsene. Det gir bevegelse og framdrift i motorens velkjente termiske prosess.
– At «arbeidsmediet» i denne forbrenningen er luft, gjør det ganske enkelt og billig å skalere opp prosessen, sånn at den kan tilpasses de største lasteskipene. For batteridrevne skip eller fartøy som bruker kraft fra brenselceller er det en god del vanskeligere, sier Gruber.
