Vihreä ammoniakki – kestävä ratkaisu ilmastokriisin hillitsemiseen

Blogit
Antti Arasto

Maatalous on yksi suurimmista ympäristön kuormittajista, ja samalla se on äärimmäisen haastava ala muuttaa. Myös laivaliikenteen päästöt ovat kasvussa maailmanlaajuisesti. Niin maatalouden kuin meriliikenteen ilmastovaikutusten pienentämiseen löytyy kuitenkin hieman yllättäväkin ratkaisu: vanha tuttu ammoniakki, uudella vihreällä tavalla tuotettuna.

Mitä on vihreä ammoniakki?

Ammoniakki on kemiallinen yhdiste, joka jalostetaan vedystä ja typestä. Sitä käytetään laajasti maatalouden lannoitteiden valmistuksessa, ja se on myös tärkeä kemikaali monilla teollisuudenaloilla. Vedyn ja siten myös ammoniakin tuotanto perustuu perinteisesti maakaasuun. 

Perinteisellä tavalla tuotettua ammoniakkia kutsutaan harmaaksi ammoniakiksi. Vihreällä ammoniakilla viitataan ammoniakkiin, joka on tuotettu päästöttömästi uusiutuvalla energialla, kuten aurinko- tai tuulienergialla. Lopputuloksena on koostumukseltaan ja käyttötarkoitukseltaan täysin sama aine kuin harmaa ammoniakki.

Vihreä ammoniakki on kestävä vaihtoehto monenlaisiin energiantarpeisiin

Ammoniakki ei sisällä hiiltä. Sen polttamisesta ei siten muodostu lainkaan hiilidioksidipäästöjä, vaan ainoastaan vettä ja typpeä. Niinpä vihreän ammoniakin laajamittaisella käytöllä voisi olla merkittävät positiiviset ilmastovaikutukset, sillä se vähentäisi riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

Tässä kirjoituksessa esitellään vihreän ammoniakin kolme eri käyttötapaa. Sen mahdollisuudet energiantuotannossa ovat kuitenkin moninaiset ja osittain vielä tutkimattomat.

Vihreä ammoniakki laivaliikenteessä

Viime aikoina ammoniakista on puhuttu eniten laivaliikenteen yhteydessä, sillä meriteollisuus etsii jatkuvasti uusia ratkaisuja hiilineutraalin merenkulun toteuttamiseksi. Laivaliikenne aiheuttaa nykyään noin 3 % maailman kasvihuonepäästöistä. Vihreän ammoniakin uskotaankin syrjäyttävän dieselin laivojen polttoaineena tulevaisuudessa. Toisena vihreänä polttoainevaihtoehtona on uusiutuva metanoli.

Ennen kuin tämä on mahdollista, tarvitsemme kuitenkin puhdasta sähköntuotantoa sekä uusia laivoja ja tankkauspisteitä. Polttoainetta täytyy olla saatavilla – aluksi tietyissä pisteissä ja myöhemmin jokaisessa satamassa ja maassa, jotta ratkaisu olisi toimiva ja pitkän matkan alusten operointi voitaisiin turvata. 

Lisäksi meidän tulee ratkaista, rakennetaanko sekä vihreää metanolia että ammoniakkia polttoaineena käyttäviä hybridilaivoja, vai tarvitaanko molemmille polttoaineille omat laivansa. Teknisiä haasteita on siis vielä edessä, eikä siirtymä tule tapahtumaan yhdessä yössä.

Vihreä ammoniakki maataloudessa

Suurin osa teollisesti tuotetusta ammoniakista käytetään tällä hetkellä typpilannoitteiden valmistukseen. Näiden lannoitteiden avulla voidaan lisätä typen määrää maaperässä ja parantaa siten kasvien ravinteiden saantia. Ammoniakki on ruoantuotannon kannalta korvaamaton raaka-aine jatkossakin.

Suomi on tällä hetkellä riippuvainen ulkomailta tuodusta ammoniakista. Valmistamalla uusiutuvalla sähköllä tuotettua vihreää ammoniakkia meidän olisi mahdollista olla täysin omavaraisia lannoitteiden suhteen. Kotimainen tuotanto toisi myös uusia mahdollisuuksia vientiin.

Ammoniakki energian kantajana

Yksi vihreän ammoniakin muista keskeisistä eduista on sen energian varastointikyky. Vedyn kuljettaminen pelkkänä vetynä on hankalaa pitkiä matkoja, mutta ammoniakkia voidaan käyttää myös vedyn kantajana. Ammoniakki pystyy sitomaan vetyä, jolloin sitä voidaan käyttää vedyn kuljettamiseen ja varastointiin.

Esimerkiksi Japanissa pohditaan, voisiko maan energiahuolto perustua laajemminkin tuontiammoniakkiin. Japani on perinteisesti ollut riippuvainen maakaasusta ja kivihiilestä, ja nyt niiden tilalle etsitään muita ratkaisuja. Tästä saattaisi hyvinkin löytyä synergiaetuja.

Haasteiden selättäminen vaatii uudenlaista ajattelutapaa

Vihreällä ammoniakilla on valtava potentiaali, mutta meillä on edessämme vielä muutamia selätettäviä haasteita. Yksi niistä on uuden infrastruktuurin luominen. Ammoniakki on voimakkaasti syövyttävä aine, joten sen käsittely ei ole yhtä helppoa kuin nykyisten öljyjalosteiden.

On siis mietittävä materiaalivalintoja ja säilytyslämpötiloja, muutettava kuljetuskäytäntöjä sekä kehitettävä turvallisia tekniikoita ammoniakin tuotantoon ja käyttöön. Kaikki nämä haasteet ovat kuitenkin ratkaistavissa – vihreä ammoniakki vaatii vain hieman uudenlaista lähestymistapaa.

Haluamme saada Suomeen teollisen mittakaavan kokeilun, jossa demonstroitaisiin puhtaan vesiliikenteen teknologiaa ja ratkaisuja. Tärkeintä on saada meriklusteri yhteisen tavoitteen taakse.

Suomi suunnannäyttäjänä

Vihreälle ammoniakille löytyy useampia markkinarakoja. Me VTT:llä kehitämme parhaillaan teknologiapalikoita koko ammoniakkiarvoketjuun – aina järjestelmänhallinnasta ja vedyntuotannosta ketjun loppupäähän, tuotteen käyttöpuolelle. Meneillään on myös useita yhteistyöprojekteja eri yritysten kanssa.

Suomalainen meriosaaminen liittyy ennen kaikkea laivanrakennus- ja merenkulkutekniikkaan. Meiltä löytyy valtavasti osaamista kaikkiin laivanrakennuksen vaiheisiin – aina moottoreista laivojen suunnitteluun ja rakentamiseen. 

Haluammekin saada Suomeen teollisen mittakaavan kokeilun, jossa demonstroitaisiin puhtaan vesiliikenteen teknologiaa ja ratkaisuja. Siinä yhdistyisivät haavoittuvien rannikko- ja järvialueidemme erityispiirteet sekä mittavan teknologiaklusterimme laaja osaamispohja. Tämä kokeilu voi perustua yhteen tai useampaan puhtaaseen käyttövoimaan – tärkeintä on saada meriklusteri yhteisen tavoitteen taakse.

Meiltä löytyy Suomesta eteenpäin katsovia yrityksiä ja toimeliaisuutta, joita tarvitaan yhteiskunnan murroksessa. Kun tarvitaan uusia ratkaisuja, me kyllä osaamme niitä insinöörikansana tehdä.

Jos vihreän ammoniakin mahdollisuudet ja siihen liittyvät yhteistyöprojektit kiinnostavat, ota meihin yhteyttä. 

Jaa
Antti Arasto
Antti Arasto
Visiomme tulevaisuudesta

Green hydrogen can be used for emission-free storage and carrier of energy. It offers possibilities to shift to the global use and recycling of clean energy.

Aiheet