De meeste schepen varen op scheepsdiesel, een goedkoop, maar vervuilend afvalproduct van de olie-industrie. Diesel heeft bovendien een grote energiedensiteit. Dat is zeker belangrijk voor transportschepen die grote afstanden moeten afleggen zonder te veel cargoruimte op te offeren aan brandstof.
Van alle koolstofvrije alternatieven heeft vloeibare ammoniak, gekoeld tot -35°C, de hoogste energiedensiteit. Maar dat is nog steeds niet half zo groot als die van diesel. Toch biedt ammoniak interessante perspectieven volgens nieuwe rapporten van The Royal Society en het Environmental Defense Fund.
De infrastructuur is er al
Een groot voordeel van ammoniak is dat het nu al in bulk verscheept wordt als meststof. De opslaginfrastructuur is dus al aanwezig in vele grote havens. Tankers die nu ammoniak vervoeren zouden ideale pioniers zijn om -net zoals gastankers vandaag- hun eigen cargo te gebruiken als brandstof.
Bovendien zou een ammoniakmotor er niet zo heel anders uitzien dan de hedendaagse scheepsmotoren. Fabrikant Man Energy Solutions werkt al aan een verbrandingsmotor op ammoniak en hoopt die tegen 2024 op de markt te brengen. Energiebedrijf Equinor laat momenteel een van zijn bevoorradingsschepen ombouwen om ammoniak te gebruiken in een brandstofcel.
Koolstofvrije ammoniak
De ironie wil dat de productie van ammoniak bijna evenveel CO2-uitstoot veroorzaakt als de volledige scheepvaartsector: ongeveer 1,8 procent van de wereldwijde uitstoot. Dat is enerzijds te wijten aan het waterstof dat als grondstof dient en anderzijds aan het grote energieverbruik van het proces.
Door het nodige waterstof te produceren met elektrolyse is het dus wel mogelijk om koolstofvrije ammoniak te maken op basis van hernieuwbare energie. “Ammoniak is eigenlijk de enige manier om hernieuwbare energie langdurig op te slaan als koolstofvrije brandstof”, zegt professor Bill David van The Royal Society.
Technologische uitdagingen
Professor David erkent dat er nog andere technologische uitdagingen te overwinnen zijn. Zo is ammoniak een bijtend en giftig product dat ook schadelijk is voor het milieu als het vrijkomt in hoge concentraties. Daarom wordt de opslag ervan nu al streng gecontroleerd. De sterke geur van ammoniak maakt wel dat de aanwezigheid van het gas al duidelijk is bij zeer lage, ongevaarlijke concentraties.
Daarnaast kunnen er bij de ontbranding van ammoniak schadelijke stikstofoxides (NOx) vrijkomen zoals bij diesel. “Dat valt wel te verhelpen door net als in nieuwere dieselmotoren AdBlue te gebruiken samen met een katalysator”, legt David uit. “Bovendien is het werkzame bestanddeel van AdBlue eigenlijk gewoon ammoniak.”
Competitief onder voorwaarde
Volgens het Environmental Defense Fund (EDF) kan ammoniak ook op vlak van prijs een competitief alternatief zijn. Voorwaarde is wel dat de milieu- en gezondheidskosten van fossiele brandstoffen meegerekend worden. De studie van het EDF schetst een ammoniakeconomie waarin landen als Marokko een grote rol spelen. Daar is er namelijk een enorm potentieel om hernieuwbare energie op te wekken en er zijn grote commerciële havens die langs drukke scheepsroutes liggen. “Zo kunnen we de milieu impact van scheepvaart verkleinen en tegelijk duurzame economische ontwikkeling ondersteunen”, aldus Fred Krupp, directeur van het EDF.
