Amonyak, dünya genelinde yeterince değerlendirilmeyen bir kimyasal maddedir. Onun olmaması durumunda, tarım aksamaya uğrar ve milyarlarca insan açlığa mahkum olur.
İnsanlar, yalnızca bir asır önce büyük miktarlarda amonyak üretmeye başlamış olup bu süreç, Haber-Bosch yöntemi olarak bilinir. Bu yöntem, birçok yönüyle pek değişmemiştir. Yeni bir girişim olan Ammobia, Haber-Bosch işlemini %40’a kadar maliyet düşürmek için yeniden tasarladığını iddia ediyor.
Ammobia, bu teknolojinin daha büyük ölçeklerde çalıştığını kanıtlamak için 7.5 milyon dolarlık bir başlangıç yatırımı topladı ve yatırımcıları arasında Air Liquide’in girişim kolu ALIAD, Chevron Technology Ventures, Chiyoda Corporation, MOL Switch ve Shell Ventures yer alıyor.
Girişim başarılı olursa, amonyağın gübre dışında kullanımı için yeni yollar açabilir.
Bazıları tarafından amonyak, çeşitli sektörlerde karbonsuzlaşma için hidrojenin alternatifleri arasında görülmektedir. Japonya ve Güney Kore gibi ülkeler, amonyağa dayalı endüstriyel ve ulaşım haritaları geliştirmişlerdir. Diğer önde gelen alternatif hidrojen ise enerji yoğunluğu açısından amonyaktan daha zayıf ve taşıma altyapısı henüz yeterince gelişmemiştir.
“Amonyak, taşınması ve depolanması çok daha kolay ve maliyet etkin bir maddedir,” diyor Ammobia’nın kurucu ortağı ve CEO’su Karen Baert. “Bu, çok sayıda fırsatı açıyor.”
Ancak bu fırsatlar, amonyak üretiminin çevreci bir yaklaşım benimsemediği sürece önemli olmayacaktır. Haber-Bosch süreci, dünya çapında büyük kirleticilerden biri olup, küresel sera gazlarının neredeyse %2’sini üretmektedir.
Amonyak üretimi için Haber-Bosch kullanan tesisler, bir molekül azotun, üç molekül hidrojenle reaksiyona girmesini sağlamak için demir bir katalizör kullanıyor. Bu reaksiyonun sürdürülmesi, yüksek sıcaklık (500°C) ve basınç (yaklaşık 200 bar veya 2,900 psi) gerektirir; bu iki gereksinim genellikle fosil yakıtların yakılmasıyla sağlanır.
Fosil yakıtlar aynı zamanda besin maddesi olarak bazı gazları temin eder. Azot, elde edilmesi kolay bir gazdır — atmosferin neredeyse %80’ini oluşturur — ancak amonyak üretiminde kullanılan hidrojenin çoğu, doğal gazda bulunan metan moleküllerini (CH4) parçalamak için buhar kullanılarak üretilir.
Ammobia’nın süreci, yaklaşık 150°C daha düşük sıcaklıkta ve 10 kat daha düşük basınçta çalışıyor. Sonuç olarak, bu teknolojiyi benimseyen tesisler, fosil yakıtları terk etmeseler bile daha az kirlilik üretecek.
Girişim, sürecinin başlangıçta maliyet tasarrufu sağladığını da belirtiyor. Ammobia, yüksek sıcaklık ve basınç gereksinimi olmadığı için daha ucuz pompalar ve ekipmanlar kullanabiliyor.
Bu durum, üreticilere avantaj sağlayabilir. Çünkü neredeyse tüm amonyak üreticileri Haber-Bosch kullanıyor; bu nedenle maliyetleri düşürmek için yalnızca iki seçeneğe sahipler: daha ucuz bir ısı kaynağı veya daha ucuz bir hidrojen kaynağı bulmak. ABD gibi yerlerde, doğal gazdan daha ucuz bir alternatif pek bulunmamaktadır.
Ammobia hemen bu durumu değiştirmeyi planlamıyor. Girişim, sürecinin her türlü hidrojen veya ısı kaynağıyla çalıştığını vurguluyor. Ancak, geleneksel Haber-Bosch’tan bazı önemli farklılıklar da sunuyor.
Ammobia’nın süreci daha düşük basınçta çalıştığı için üretimi artırıp azaltmak daha kolay oluyor. Bu, yenilenebilir enerji geliştiricilerinin fazla elektrik üretimini kullanarak ucuz hidrojen ve dolayısıyla ucuz amonyak üretmesini mümkün kılabilir.
“Teknolojimiz yenilenebilir enerji ile oldukça uyumlu; bu da maliyetin düşmesine yol açıyor çünkü hidrojen ya da elektriği depolamanıza gerek yok,” diyen Baert, “Bu tür ortamlarda en güçlü maliyet avantajına sahibiz,” şeklinde ekliyor.
Azaltılmış sıcaklık ve basınç gereksinimleri ayrıca Ammobia’nın ekipmanını tipik bir Haber-Bosch tesisinden daha küçük hale getiriyor. Bugünkü çoğu amonyak tesisi, günde 1,000 ile 3,000 ton arasında üretim yaparken, Ammobia’nın ticari ölçekli ünitesi günlük 250 ton üretim yapacak, diyor Baert. Daha fazlasına ihtiyaç duyan müşteriler, birden fazla ünite kurabilir.
Ammobia, Haber-Bosch’un daha düşük sıcaklık ve basınçta çalışacak şekilde nasıl yeniden şekillendirildiği hakkında ayrıntılı bilgi vermedi, ancak birkaç ipucu mevcut. Şirket, amonyak oluşurken onu kaldıracak bir sorbent içeren bir reaktör sistemi için patent başvurusu yaptı. Araştırmacılar ayrıca, kimyasal reaksiyonu sürdürmek için daha az enerji tüketen mangan nitrit gibi demir dışı katalizörleri de araştırıyorlar.
Girişim, yaklaşık bir yıldır küçük bir ünitede çalışıyor ve yeni fonlama, şirketin ticari modelin tüm özelliklerini içeren bir pilot tesis inşa etmesine yardımcı olacak; bu tesis, günde yaklaşık 10 ton üretim yapacak.
“Modüler yaklaşımımız sayesinde projeleri daha hızlı inşa edebilir ve orta ölçekli başlama imkanı bulabiliriz,” diyor Baert. “Birçok müşterinin bu tür çözümler aradığını görüyoruz ve şu anda piyasada böyle bir çözüm bulunmuyor.”
