NEW SCIENTIST ⟩ Start-up arendab maailma esimesi ammoniaagiga töötavaid laevu

Foto: Arek Socha, Pixabay

Taastuvenergiaga toodetud vesiniku «ladustamine» ammoniaagina ning selle nutikas vabastamise tehnoloogia saab teha transpordi palju vähem saastavamaks ning vähendada ka väetisetootmise keskkonnajälge. Massachusettsi tehnoloogiainstituudist pärit teadlased on traktorite ja kaubaveokite näitel lahenduse toimivust juba tõestanud, nüüd on järg laevade käes.

The Brooklyn Navy Yardi tohutul alal laiutavas tööstuskompleksis oli kunagi Teise maailmasõja ajal USA lahingulaevade ja lennukikandjate ehitamisega ametis 70 000 töötajat. Peaaegu 80 aastat hiljem on see saanud koduks New Yorgi ettevõttele, millel on väga erinev merendusalane ülesanne – võtta laevanduses üleilmselt kasutusele ammoniaak kui vähese CO2-heitega kütus.

Idufirma Amogy on juba näidanud, kuidas ammoniaaki kütusena kasutav tehnoloogia saab töötada lendavas droonis, John Deere'i traktoris ja viimati ka veoautol. Nüüd töötab see tehnoloogia ka ammoniaagikütust kasutaval laeval.

Enamik laevu töötab praegu fossiilkütustel, mis eraldavad kasvuhoonegaase, moodustades 3 protsenti maailma süsinikdioksiidi heitkogustest. Üks alternatiiv hõlmab sõidukite üleviimist vesinikkütusele, millest eralduks ainult vesi. Kuid gaasiline vesinik tuleb ladustamiseks ja transportimiseks kokku suruda ja veeldada temperatuurile –253 °C (–423 °F).

Ammoniaak võiks olla alternatiivne vesinikku sisaldav kütus, mida on kergem säilitada ja transportida toatemperatuuril stabiilsel vedelal kujul.

Vesinikku saab ammoniaagist eraldada, kui ammoniaaki kuumutada kõrge temperatuurini, kuid see on protsess, millel on oma energiakulu. Siin tulebki kasutusse Amogy tehnoloogia. Et muuta ammoniaagienergia elujõulisemaks, on ettevõte välja töötanud tõhusama ja miniatuursema «ammoniaagi krakkimise» meetodi, mis võimaldab ammoniaagist keemiliselt vesinikku eraldada  madalamal temperatuuril. See kasutab patenteeritud katalüsaatorit, et kiirendada protsessi keemilises reaktoris, mis toidab vesiniku kütuseelementi.

«Amogy suutis lauale tuua selle, et paremate katalüütiliste tehnoloogiate abil – ma eeldan, et see kõik on patenteeritud – suutsid nad miniatuurseks muuta oma ammoniaagi krakkimise seadmed ja panna need sõidukite pardale,» ütleb California Saint Mary kolledži keemik Amy Chu. 

5000

kilomeetrit torujuhet sobib USAs ammoniaagi transportimiseks.

2021. aasta juulis näitas Amogy esimest korda, et tema süsteem suudab pakkuda droonile 5 kilovati jagu energiat. Võrdluseks, standardne ammoniaagi krakkimissüsteem sellise koguse vesinikuenergia saamiseks on tavaliselt suure transpordikonteineri suurune. Samuti sillutas see teed 100-kilovatise traktori demonstratsioonile 2022. aasta mais, millele järgnes 2023. aasta jaanuaris 300-kilovatise veoauto demonstratsioon. Ettevõte töötab praegu selle nimel, et demonstreerida puksiirile mõeldud ühemegavatist süsteemi.

Paljudes riikides on juba olemas nii torujuhtmed kui sadamarajatised ammoniaagi käitlemiseks, sest seda toodetakse tööstuslikult põllumajandusväetisena kasutamiseks. Ainuüksi USA-l on rohkem kui 5000 kilomeetrit ammoniaagitorustikku, võrreldes 2500 kilomeetri pikkuse torujuhtmega vesiniku transportimiseks – kuid ammoniaagiga töötavate sõidukite toetamiseks oleks vaja enam.

Aastas toodetakse 150 miljonit tonni ammoniaaki. 80 protsenti tööstuslikult toodetud ammoniaagist kasutatakse väetiste koosseisus ning ülejäänud osa plasti, sünteetilise kiu ja vaigu tootmises; farmaatsias, lõhkeainetes, külmutusagensina ja kodukeemias.

Teine väljakutse on see, et ammoniaagi tootmisel on endiselt suur süsinikujalajälg, kuna standardne tööstusprotsess kasutab maagaasi, ütleb Ghassan Wakim mõttekojast Clean Air Task Force. Madala süsinikusisaldusega ammoniaagi tootmine eeldaks süsiniku kogumise kasutamist.

Wakim ütleb, et puhtamad alternatiivsed meetodid võiksid ideaaljuhul kasutada taastuvatest energiaallikatest saadavat elektrit, et vee lõhustamisel saadavat vesinikku ammoniaagiks muundada.

Algselt populaarteaduslikus ajakirjas New Scientist ilmunud artikkel ilmub Postimehes väljaande loal. Inglise keelest tõlkis Aleksander Laane.

Amogy kodulehel on öeldud, et aastatel 2024–2025 plaanitakse jõuda konteinerlaevadele sobiva suurusega seadmeteni, mille võimsus on 10 MW ja enam.