Ammoniak kan bidra till en grön omställning

Ammoniak har stor potential för energilagring, skriver Lars Hylander, Kurt Hansson, Line Strand och Olle Gelin

Ammoniak som energibärare har flera fördelar jämfört med väte. Den kan inte explodera samt blir flytande redan under 10 Bar, dvs trycket i ett lastbilsdäck.

Ammoniak som energibärare har flera fördelar jämfört med väte. Den kan inte explodera samt blir flytande redan under 10 Bar, dvs trycket i ett lastbilsdäck.

Foto: Johan Nilsson/TT

Debatt2021-09-02 05:30
Det här är en debattartikel. Åsikterna i texten är skribentens egna.

Solen är förutsättningen för allt liv på jorden. Utan solen skulle vi varken ha blommande växter, djur eller värme. Men nu håller det på att bli för varmt eftersom människan har eldat upp så mycket olja, gas och kol. Därför måste vi skaffa energi på annat sätt än från fossila bränslen. Med ammoniak kan vi göra det uthålligt och säkert.

Vi utgår från livets moder – solen, som varje år lämnar tio gånger mer energi till jorden än den sammanlagda, mänskliga energianvändningen från olja, kol, kärnkraft, ved, vattenkraft med mera. Om solen får lysa på solceller så omvandlas solstrålarna till elström. Det skulle kunna täcka hela det globala energibehovet. Men hur gör vi för att lagra ström från dag till natt eller från sommar till vinter? Batterier är en möjlighet, åtminstone för korttidslagring från dag till natt men fungerar inte för långtidslagring eftersom förlusterna blir så stora. Batterier kräver dessutom ändliga resurser vid tillverkningen, som sker med betydande miljöpåverkan.

En bättre lösning är att låta strömmen splittra vatten till vätgas och syre, så kallad elektrolys. Vätet kan senare användas för att producera ström via bränsleceller. Vätgas är dock mycket explosivt, så det är smart att omedelbart låta vätet reagera med luftens kväve till ammoniak, som väte kan användas i bränsleceller och ge ström. Ammoniak som energibärare har flera fördelar jämfört med väte. Den kan inte explodera samt blir flytande redan under 10 Bar, dvs trycket i ett lastbilsdäck. Vätgasen måste komprimeras 20-70 gånger mer för att bli flytande. Högre tryck innebär större energiförluster. Ett fordon kan köras flera gånger längre på en given volym flytande ammoniak jämfört med flytande väte. 

Ammoniak är lätt att lagra i lågtryckstankar tills man behöver den, till exempel för el, då den matas in i bränsleceller. En lågtryckstank kräver väsentligt mindre material per tankvolym jämfört med en tank som lagrar flytande väte. Förutom säkerhetsvinsten och mindre materialförbrukning så innebär det även lägre kostnader för inspektioner, som är en betydande kostnad för vätgaslagring. Ammoniak är bland de tre volymmässigt största industrikemikalierna i världen med ett sedan flera decennier väl inarbetat system för säker hantering.

Väteatomen är en av de minsta atomerna som finns. Det medför att den är svår att stänga in medan den många gånger större ammoniakmolekylen kan lagras med minimala förluster från sommarens energiöverskott tills dess energi behövs på vintern.

En ny, patenterad uppfinning möjliggör att ammoniak kan tillverkas till en lägre kostnad med elström från en vanlig solcellsanläggning istället för den klassiska Haber-Bosch-metoden. Haber-Bosch-metoden kräver högt tryck, hög temperatur och fossil gas i storskaliga anläggningar och ger stora utsläpp av klimatgaserna metan och koldioxid. 

Ammoniak kan dessutom göra mycket mer än lagra energi och ge ström till fordonsdrift, hem, hus och industri. Om ytterligare en väteatom kopplar ihop sig med ammoniak så bildas ett viktigt näringsämne, ammonium, som behövs i stora mängder till alla växter. Både ammoniak och ammonium medverkar i en mängd naturliga processer. Sverige har inte längre någon tillverkning av ammoniak. Istället importerar vi stora mängder brun ammoniak, dvs ammoniak som tillverkas med fossil naturgas. Tillverkning av grön ammoniak från solceller skulle både öka vår livsmedelsberedskap samt kraftigt minska de globala utsläppen av koldioxid.

Ytterligare en fördel med ammoniak är att man kan behandla halm med den. Givetvis med försiktighet eftersom ammoniak kan vara skadlig om den är koncentrerad. Genom ammoniakbehandling blir halmen nyttigare för korna då den får högre energi- och proteininnehåll.

Är detta inte trippelt smartare än vätgas? Vi kallar det Triple Win eftersom det är en vinnande lösning för Sverige. Tack vare Triple Win skulle svenskt lantbruk kunna svara för att säkra vår beredskap i vardagen såväl som vid kriser av olika slag!