Nieuw onderzoek: strategische emissielimieten cruciaal voor groene transitie in ammoniakindustrie

AmsterdamEen onderzoek van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) toont aan dat het stellen van de juiste emissiegrenzen essentieel is voor het verminderen van koolstofuitstoot in de ammoniakindustrie. De onderzoekers concludeerden dat met de gepaste emissiegrenzen bijna volledige reductie van koolstofuitstoot kan worden bereikt, terwijl de kosten beheersbaar blijven en problemen zoals landgebruik en netwerkcongestie worden vermeden.

De productie van ammoniak in Europa veroorzaakt jaarlijks 36 miljoen ton koolstofdioxide-uitstoot doordat er gebruik wordt gemaakt van waterstof uit fossiele brandstoffen. Het overstappen op waterstof geproduceerd door middel van waterstofsplitsing met elektriciteit uit hernieuwbare bronnen kan deze emissies aanzienlijk verminderen. Echter, deze omschakeling is moeizaam door kosten- en logistieke uitdagingen. De beschikbaarheid van hernieuwbare energie en de lokale koolstofintensiteit van elektriciteit spelen een cruciale rol.

Een studie geleid door Prof. Lu Zhongming, Prof. Magdalena Klemun en Dr. Stefano Mingolla onderzocht hoe verschillende emissiegrenzen de kosten en de overgang naar hernieuwbare energie voor waterstofproductie in Europa beïnvloeden. Ze maakten gebruik van gedetailleerde gegevens over hernieuwbare energie van 38 Europese locaties voor de periode 2024 tot 2050. De onderzoekers ontdekten de beste kostenkenmerken voor ammoniakproductie-installaties.

Belangrijkste bevindingen zijn:

• Het verminderen van emissies met 95% ten opzichte van de huidige niveaus is haalbaar met minimale kostenstijging.
• Overgaan naar een 100% emissiereductie (volledige off-grid productie met hernieuwbare energie) brengt aanzienlijke kosten- en landgebruikproblemen met zich mee, vooral in regio's met beperkte middelen.
• Het strategisch instellen van emissielimieten kan helpen om een balans te vinden tussen milieudoelen, kosten en de beschikbaarheid van middelen.

Deze methode is nuttig voor sectoren die moeite hebben om uitstoot te verminderen en overstappen op laag-koolstof brandstoffen. Professor Lu benadrukte dat het vaststellen van de juiste emissienormen essentieel is voor een succesvolle invoering van laag-koolstof technologieën in de ammoniakindustrie.

Lees ook:

Vandaag · 14:08

Stress verminderen kan impulsieve reacties op verveling beperken

Volgens Prof. Klemun biedt de studie waardevolle inzichten voor beleidsmakers die milieudoelstellingen willen afwegen tegen budgettaire en middelenbeperkingen. Door te investeren in nieuwe technologieën en gebruik te maken van flexibele ontwerpprincipes, kunnen ammoniakfabrieken zich aanpassen aan schommelingen in de hernieuwbare energievoorziening. Dit helpt om kosten en landgebruik te verminderen.

Beleidsmakers kunnen strengere doelen voor decarbonisatie stellen in gebieden waar elektrolytische waterstof gemakkelijker te produceren is. Deze regio's kunnen bijna nul-uitstoot bereiken zonder veel extra kosten in vergelijking met het maken van waterstof uit fossiele brandstoffen. Aan de andere kant moeten gebieden waar de productie van elektrolytische waterstof moeilijker is, wellicht minder strikte of uitgestelde doelen stellen.

Dr. Mingolla legde uit dat het ammonia-industriële proces kan overstappen naar lage-koolstof technologieën zonder de concurrentiepositie te verliezen, door gebruik te maken van op maat gemaakte plannen voor verschillende gebieden en door veranderingen geleidelijk door te voeren, samen met flexibele fabrieksontwerpen.

Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, werd geschreven door Dr. Stefano Mingolla en stond onder leiding van Prof. Lu Zhongming en Prof. Magdalena Klemun. Ze werkten samen met andere onderzoekers van HKUST en ETH Zürich. Bijdragers zijn onder andere Prof. Francesco Ciucci, Prof. Giovanni Sansavini, Dr. Paolo Gabrielli, Alessandro Manzotti, Matthew Robson en Dr. Kevin Rouwenhorst van de Ammonia Energy Association.

Strikte limieten op uitstoot kunnen zorgen voor aanzienlijke milieuwinst zonder de economische stabiliteit te ondermijnen. Deze studie biedt heldere richtlijnen voor beleidsmakers en industriële leiders om de overgang naar de productie van koolstofarme ammoniak te beheren.