Ammoniak - ein farbloses Gas, das aus Stickstoff und Wasserstoff besteht - ist weltweit eine der am meisten produzierten chemischen Verbindungen. Allein für das Jahr 2022 wurde die weltweite Produktion von Ammoniak auf rund 150 Millionen Tonnen geschätzt. Im selben Jahr war die chemische Industrie, einschließlich der Ammoniakproduktion, für Emissionen von etwa 1,3 Gt CO2 verantwortlich, was etwa 4 % der weltweiten CO2-Emissionen entspricht. Dies entspricht den jährlichen Emissionen von etwa 282,6 Millionen Autos. Dieser Anteil verdeutlicht die Auswirkungen der Ammoniakproduktion auf die Umwelt und die große Bedeutung der Dekarbonisierung des Prozesses.
| Die erheblichen Emissionen während des Produktionsprozesses machen die Ammoniakproduktion zu einem Hauptverursacher des Klimawandels. Ammoniak wird heute hauptsächlich in Düngemitteln wie Harnstoff, Ammoniumphosphat sowie in Mehrnährstoffdüngern verwendet. In Zukunft wird eine Anwendung in maritimen Kraftstoffen eine entscheidende Rolle spielen und zur Dekarbonisierung der Schifffahrt beitragen. Die vorherrschende Methode zur Ammoniaksynthese ist das Haber-Bosch-Verfahren, in dem Wasserstoff und Stickstoff miteinander reagieren. Ein Schlüsselaspekt dieses Prozesses ist die vertikale Integration der Ammoniakproduzenten in die Wasserstoffproduktion, um den für die Reaktion benötigten Wasserstoff selbst zu produzieren. Die wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffs sind die Dampf-Methan-Reformierung (SMR) und die Auto-Thermal-Reformierung (ATR), die beide auf Methan (Erdgas) basieren und Kohlendioxid als Nebenprodukt erzeugen. |
Discover our solutions to decarbonize the ammonia industry
learn moreWeltweite Maßnahmen der Politik zur Dekarbonisierung
Der Wandel hin zu umweltfreundlicheren Produktionsprozessen wird hauptsächlich von technologischen Innovationen und politischen Reformen getrieben. Eine Schlüsselrolle spielt dabei der Inflation Reduction Act (IRA) in den USA. Hier werden Anreize für die dekarbonisierte Wasserstoffproduktion unter anderem durch Steuergutschriften geschaffen. Insagesamt passt dies ins Bild der Maßnahmen der Biden-Administration zur Eindämmung des Klimawandels. Der IRA hat viele Chemieunternehmen, insbesondere in der Ammoniakproduktion (mit Wasserstoff als wichtigem Rohstoff) dazu veranlasst, in Anlagen für sauberen Wasserstoff zu investieren und so die umweltfreundliche Ammoniakproduktion voranzutreiben.
Auch in Europa nehmen die Auswirkungen der Regulatorik und Gesetzgebung auf die Chemie- und Ammoniakindustrie zu, insbesondere durch Mechanismen wie das EU-Emissionshandelssystem (ETS) und den europäischen CO2- Grenzausgleich (CBAM). Diese politischen Maßnahmen tragen dazu bei, die Industrie für nachhaltige Prozesse zu incentivieren und für emissionsintensive Prozesse zu bepreisen.
Neben gesetzlichen Vorschriften, spielen auch die freiwilligen Nachhaltigkeitsbemühungen eine immer größer werdende Rolle. Für das Jahr 2023 haben sich 564 Chemieunternehmen dafür enschieden, Ihre Dekarboniserungsstrategie gegenüber den Experten des Carbon Disclosure Projekt (CDP) darzulegen. Darüber hinaus haben sich 209 Chemieunternehmen zur Science-Based-Targets Initiative verpflichtet, von diesen Reduktionszielen wurden bereits 114 genehmigt. Der Branchentrend zur Dekarbonisierung wird also durch verschiedene Intiativen, sowohl auf staatlicher als auch privater Ebene verstärkt.
Wege zur Dekarbonisierung der Ammoniakproduktion
Wie erwähnt gibt es mehrere Strategien zur effektiven Dekarbonisierung der Ammoniakindustrie, darunter der Kauf von grünem Wasserstoff, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) oder die Verwendung von Biomethan.
Biomethan - chemisch und physikalisch herkömmliches Erdgas (CH4) aus biogenen und erneuerbaren Quellen - wird durch die anaerobe Vergärung von erneuerbaren organischen Materialien wie landwirtschaftlichen Abfallprodukten, Getreide oder Gülle hergestellt. Indem herkömmliches Methan durch Biomethan ersetzt wird, können Unternehmen kohlenstoffarmen Ammoniak produzieren, ohne ihre Prozesse zu verändern oder Anlagen technisch zu verändern. Damit sind keine wesentlichen Investitionen in die Infrstruktur von Nöten. Wenn der Einsatz von Biomethan mit Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CC/S) kombiniert wird, trägt es außerdem zur Erzeugung von "blauem" Wasserstoff und damit blauem Ammoniak bei. Damit ist Biomethan ein entscheidender Hebel in der Dekarbonisierung der Ammoniakproduktion.
Der Prozess der Erzeugung von Biomethan aus diesen kohlenstoffreichen Materialien, wie z. B. Rohstoffen oder organischen Stoffen, ist recht bedeutsam. Wenn sich diese Materialien auf natürliche Weise zersetzen, wird Methan, ein starkes Treibhausgas, in die Atmosphäre freigesetzt. Bei der Herstellung von Biomethan werden diese Emissionen jedoch aufgefangen. Der Kohlenstoff, der bei der Verbrennung von Biomethan freigesetzt wird, ist Teil eines ausgeglichenen Kohlenstoffkreislaufs. Dieser wird durch Kohlenstoff, der während des Wachstums der Pflanzen, die das Ausgangsmaterial bilden, aufgenommen wird, neutralisiert, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht. Die Substitution von Erdgas durch Biomethan bei der Ammoniakproduktion führt zu einer Nettoreduktion der Treibhausgasemissionen und damit zu einer Verringerung des CO2 Footprints des Produkts.
Fallstudie: SKW Piesteritz
Seit 2022 arbeitet SKW Piesteritz, Deutschlands größter Ammoniak- und Harnstoffhersteller, mit STRIVE by STX an der Umstellung auf eine Ammoniakproduktion mit reduziertem Anteil fossiler Rohstoffe. Diese Umstellung ist nicht nur eine Frage der Nachhaltigkeit, sondern auch der Strategie, maßgeblich beeinflusst durch gesetzliche Vorschriften und Marktanforderungen. Sie finden die Fallstudie hier.
Eco-friendly ammonia: A case study of innovation
download nowWie kann STRIVE by STX helfen?
Der Übergang zu nachhaltigen Praktiken im Chemiesektor, einschließlich der Ammoniakproduktion, ist ein notwendiger Schritt, um langfristiges Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten. Wenn Sie auf der Suche nach Lösungen im Bereich Biomethan sind - ob zertifiziert, subventioniert oder nicht subventioniert - oder nach unterschiedlichen Rohstoffen und CO2-Intensität, nehmen Sie Kontakt mit uns auf.
