Амонякът – новото гориво на бъдещето?

Един атом азот, три атома водород - амонякът за мнозина е потенциално гориво на бъдещето, което може не само да допринесе за разрешаване на енергийните проблеми на човечеството, но и за опазването на климата. Амонякът като гориво има много предимства, но и някои недостатъци, които засега възпрепятстват широкото му използване, пише в анализ на БТА.

С енергийна плътност от 12,7 мегаджаула на литър (MJ/L) той може да произведе много повече енергия от чистия водород, чиято енергийна плътност е 8,5 мегаджаула на литър. Съхранението му в течна форма е много по-лесно - за тази цел е необходимо да се поддържат "едва" минус 33 градуса по Целзий, докато за втечнения водород необходимата криогенна температура е минус 253 градуса по Целзий. Удобен е за транспортиране, може да се произвежда от екологично чисти източници (макар че засега наличните технологии все още водят до отделяне на значителни количества въглероден диоксид), а при горенето му се отделят само азот и вода, без каквото и да било емисии на въглеродни или други газове, свързани с изменението на климата.

Производството на амоняк е сравнително евтино и във всички промишлено развити страни за него има изградена широка инфраструктура - от близо век това съединение се използва в земеделието, за почистващи препарати, в хладилната техника и много други сфери, като в света годишно се произвеждат близо 180 млн. метрични тона, а 120 пристанища за съоръжени с терминали за товарене и разтоварване.

Може да се каже, че амонякът вече веднъж е спасил света. Преди век рязкото увеличаване на населението принуждава фермерите да отглеждат насажденията си по-бързо, отколкото почвите могат да ги изхранват. В Южна Америка депата от гуано и естествени нитрати, използвани като торове, се изчерпват. В случай, който все още може би е най-големият глобален проблем, разрешен от химията, Фриц Хабер и Карл Бош разработват процес, който използва водород и азот от въздуха за получаване на амоняк, който фермерите започват да употребяват вместо естествените торове. Процесът Хабер-Бош все още се използва за получаване на почти всичкия амоняк в света, както и за негови производни като уреа и амониев нитрат.

Съединението обаче е токсично и е със силно корозивни свойства, а характерната остра неприятна миризма издава отдалеч присъствието му. 

Той е значително по-трудно запалим, което е както негово предимство, така и недостатък при опитите да бъде използван за задвижване на двигатели с вътрешно горене.

В множество страни се разработват проекти в опит да се използва амонякът като безвъглеродно гориво - за генериране на енергия, при автономни съоръжения, несвързани с електрическите мрежи, при двигатели с вътрешно горене и други технологии. Освен това се очаква и до амоняка да се прибягва все по-често със засиленото използване на водородни технологии, тъй като с трите си водородни атома той е добър "носител" на водород и улеснява съхранението и транспортирането на този "зелен" газ.

За използването на амоняк при двигатели с вътрешно горене пречки са по-високата температура, необходима за възпламеняването му, бавната скорост на горене и ниската кинетика на химичната реакция. За преодоляване на тези препятствия в момента се търсят решения, които да сведат до минимум влиянието им и да подобрят представянето на съединението като гориво за традиционния тип двигатели, като според експерти необходимите за това модификации за сравнително малки.

Друг път, по който се върви, е използването на амоняка като източник на енергия за горивни клетки - японският технологичен гигант Fujitsu например се надява, че по този начин ще може да захранва центрове за данни. През април компанията сключи партньорство с исландския стартъп Atmonia в опит да подпомогне усилията за разработване на по-чист процес за получаване на амоняк.

В началото на август НАСА обяви подкрепата си за петгодишен проект, при който Университетът на Централна Флорида ще анализира, тества и работи по използването на амоняк като устойчиво гориво за самолети.

Япония е сред първите, които се обръщат към амоняка като перспективно гориво на бъдещето, започвайки с използването му като корабно гориво. Очаква се емисиите на парникови газове да бъдат значително намалени чрез използване на амоняк като гориво за кораби, заяви мореходната и логистична компания NYK. Миналата година NYK и производителят на тежки машини IHI Power Systems - IPS започнаха инициатива за инсталиране на произведен в страната двигател, работещ с амоняк, на плавателни съдове. Предстои влекачът "Сакигаке", който по принцип се задвижва от втечнен природен газ, да бъде преоборудван, за да използва амоняк като гориво от 2024 г. NYK Line и IHI Power Systems имат съвместен проект за разработването на първия задвижван с амоняк влекач в света. Снимка: NYK Line

Токио не пести усилия и на международната дипломатическа цена. През юли министрите на енергетиката страните от т. нар. Четворка (Япония, САЩ, Австралия и Индия) се споразумяха да насърчат използването на амоняк и други чисти горива.

В момент, когато инвазията на Русия в Украйна създаде нестабилност на международните енергийни пазари, те се договориха да работят заедно за разработването на технологии за чиста енергия от следващо поколение, включително използването на амоняк.

Японският министър на индустрията Хагиуда Коичи заяви, че Япония възнамерява да играе водеща роля в създаването на вериги за доставка на амоняк и изрази надежда да насърчи сътрудничеството между четирите страни за създаване на вериги за доставки.

През май министри от Групата на седемте индустриални икономики (Г-7) определиха в съвместно изявление, публикувано след срещата им в Германия, амоняка като гориво, което ще отговори на необходимостта от декарбонизация и енергийна сигурност.