Wasserstoff und Ammoniak als Alternativen zu fossilen Brennstoffen: Nicht so harmlos wie gedacht

Während die Welt auf den Stapellauf des ersten Frachtschiffs wartet, das ausschließlich mit Ammoniak betrieben werden soll, hat ein in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichter Artikel eine neue Debatte entfacht. Analysen von Amilcare Porporato von der Princeton University und seinen Kollegen zufolge könnte die Nutzung von Ammoniak als Kraftstoff im schlimmsten Fall einen ebenso hohen Treibhausgas-Fußabdruck hinterlassen wie die Verbrennung einer äquivalenten Menge Kohle.

Der Grund dafür ist, dass Ammoniak bei Leckagen oder unvollständiger Verbrennung Stickstoff freisetzt, der sich in reaktive Verbindungen umwandelt. Eine dieser Verbindungen, Lachgas (N2O), ist ein 273-mal stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Es ist zudem ein Hauptbestandteil von saurem Regen und trägt zur Bildung von Partikeln bei, die Asthma verursachen können. Ein weiteres gefährliches Abfallprodukt bei der Verbrennung von Ammoniak sind Stickoxide.

Der Studie zufolge ist auch "grüner Wasserstoff", der oft als sauberster Kraftstoff der Welt bezeichnet wird, nicht so harmlos wie gedacht. Leckagen in Pipelines und anderen Infrastrukturen führen zu einem Anstieg von Methan, einem weiteren starken Treibhausgas. Dies wird damit erklärt, dass Chemikalien, die eine Schlüsselrolle beim Abbau von Methan in der Atmosphäre spielen, mit Wasserstoff reagieren und dadurch neutralisiert werden. Das bedeutet: Je mehr Wasserstoff in der Atmosphäre vorhanden ist, desto weniger Chemikalien stehen zur Verfügung, um Methan abzubauen. Eine im letzten Jahr durchgeführte Analyse zu grünem Wasserstoff warnte davor, dass bei einer Leckagerate von 10 Prozent die negativen Auswirkungen auf das Klima die Hälfte der Auswirkungen der Nutzung einer äquivalenten Menge fossiler Brennstoffe erreichen könnten.

VORTEILE KÖNNTEN ZUNICHTEGEMACHT WERDEN

Eine 2022 am Joint Global Change Research Institute durchgeführte Studie warnte ebenfalls vor den Risiken des Einsatzes von Ammoniak in der Schifffahrt. In dem Bericht wurde dargelegt, dass bei einer vollständigen Umstellung des Sektors auf Ammoniak viermal so viel Chemikalien benötigt würden, als der Markt derzeit produziert. Sollten davon nur 0,4 Prozent in Lachgas umgewandelt werden, würden die Vorteile, die durch den Verzicht auf fossile Brennstoffe erzielt werden, zunichtegemacht.

Weltweit werden derzeit jährlich 180 Millionen Tonnen Ammoniak produziert, der Großteil davon für die Düngemittelherstellung. Die Untersuchung von Porporato und seinen Kollegen basiert auf der Annahme, dass die Ammoniakproduktion zwischen 2060 und 2070 auf 1600 Millionen Tonnen ansteigen wird.

Hideaki Kobayashi, Ingenieur an der Tohoku-Universität in Japan, der Ammoniak-Turbinen entwickelt, bezeichnete die Studie gegenüber dem Science Magazine als "zu pessimistisch" und erklärte: "Die von uns entwickelten Turbinen verbrennen Ammoniak effizient. Sie produzieren nur sehr wenig oder gar keinen Stickstoff. Dieser wird zudem in den Katalysatoren der Abgassysteme gefiltert."

Einer der Hauptgründe, warum Ammoniak in letzter Zeit als alternativer Kraftstoff diskutiert wird, ist die einfache Lagerung. Um Wasserstoff in eine Energiequelle umzuwandeln, muss seine Temperatur auf -253 Grad gesenkt oder der atmosphärische Druck um das 700-fache erhöht werden, um ihn zu verflüssigen. Ammoniak hingegen kann durch Kühlung auf -33 Grad oder durch eine 9-fache Erhöhung des atmosphärischen Drucks gelagert werden. Da Ammoniak sogar bei 20 Grad im flüssigen Zustand aufbewahrt werden kann, ist Transport und Lagerung im Vergleich zu Wasserstoff deutlich einfacher.

Nachrichtenquelle: 12punto