Amoniak jako paliwo żeglugowe, mające na celu dekarbonizację, może zamiast tego stworzyć zupełnie nowe problemy. Pokazuje to badanie przeprowadzone przez Chalmers University of Technology w Szwecji, w którym naukowcy przeprowadzili analizy cyklu życia baterii i trzech elektropaliw, w tym amoniaku. Eutrofizacja i zakwaszenie to niektóre z problemów środowiskowych, które można przypisać stosowaniu amoniaku - podobnie jak emisje gazu rozweselającego, który jest bardzo silnym gazem cieplarnianym.

W poszukiwaniu opłacalnych, wolnych od paliw kopalnych paliw morskich, amoniak od kilku lat stanowi jedną z najsilniejszych alternatyw. Amoniak (NH3) jest paliwem wolnym od dwutlenku węgla i ma tę zaletę, że ma wyższą gęstość energii niż na przykład wodór. Można go również dość łatwo skroplić, chociaż w standardowych warunkach jest gazem. Istotną wadą jest jednak to, że produkcja elektroamoniaku - która wymaga energii elektrycznej - jest bardzo energochłonna.

- Chociaż amoniak nie emituje dwutlenku węgla, jego spalanie w silnikach nie jest wolne od emisji gazów cieplarnianych. Testy silników wykazały różne stopnie emisji gazu rozweselającego, który jest bardzo silnym gazem cieplarnianym o ponad 200 razy większym wpływie na globalne ocieplenie niż dwutlenek węgla - mówi Selma Brynolf, badaczka z Chalmers i współautorka artykułu. 

Alternatywa o najniższych kosztach jest problematyczna pod względem środowiskowym

Naukowcy wykorzystali ocenę i koszt cyklu życia do oceny wykonalności technicznej, wpływu na środowisko i wykonalności ekonomicznej czterech rodzajów nośników energii odnawialnej dla trzech różnych typów statków. Badane nośniki energii obejmowały energię elektryczną z akumulatorów oraz trzy elektropaliwa: wodór, metanol i amoniak. Nośniki energii były z kolei wykorzystywane w połączeniu z silnikami i ogniwami paliwowymi.

Badanie wykazało, że amoniak i metanol mają najniższy koszt spośród badanych alternatyw.

- Rynek jest zwykle przyciągany przez koszty, a ponieważ elektroamoniak ma najniższe koszty, rynek dąży do niego. Obecnie wokół tego paliwa w żegludze panuje szum. Ale jeśli i kiedy przejdziemy na amoniak, to po to, by rozwiązać problem wykorzystania paliw kopalnych, a w tej chwili wygląda na to, że możemy zamiast tego stworzyć więcej problemów - mówi Fayas Malik Kanchiralla, doktorant na Wydziale Mechaniki i Nauk Morskich w Chalmers i główny autor artykułu.

Wynika to z faktu, że amoniak ma szereg wad środowiskowych. Jego stosowanie jako paliwa może wpływać na jakość powietrza i wody z powodu wycieku amoniaku i emisji tlenków azotu (NOx), takich jak gaz rozweselający (N2O). Fayas Malik Kanchiralla i jego koledzy podkreślają znaczenie kontrolowania tego zjawiska w przypadku statków działających na obszarach objętych kontrolą emisji, na przykład na wrażliwych obszarach morskich, takich jak Morze Bałtyckie.

Elektropaliwa to paliwa syntetyczne, które są wytwarzane przy użyciu energii elektrycznej, w procesie, w którym bogate w energię cząsteczki są wytwarzane z innych cząsteczek. Paliwa te są definiowane jako "zielone", gdy są wytwarzane przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej. Badanie pokazuje jednak, że wszystkie trzy zielone elektropaliwa mają większy wpływ na środowisko niż tradycyjne paliwa pod względem toksyczności dla ludzi, wykorzystania zasobów, takich jak minerały i metale, oraz zużycia wody.

Eutrofizacja i zakwaszenie to tylko niektóre z zagrożeń

Stosowanie amoniaku wiąże się ze znacznymi wyzwaniami i zagrożeniami związanymi z toksycznością, które są możliwe do opanowania, ale zwiększyłyby złożoność wymaganych systemów bezpieczeństwa. Potencjalnie ograniczyłoby to wykorzystanie paliwa tylko do dalekomorskich statków towarowych.

- Wśród problemów środowiskowych, które można przypisać stosowaniu amoniaku, są eutrofizacja i zakwaszenie - mówi Fayas Malik Kanchiralla. - Podsumowując, mimo że ekologiczny amoniak jest paliwem wolnym od paliw kopalnych i stosunkowo czystym, prawdopodobnie nie jest on wystarczająco ekologiczny dla środowiska jako całości. Przed zastosowaniem tego paliwa w transporcie morskim należy przeprowadzić dokładniejszą ocenę ryzyka związanego z emisją amoniaku i powiązanych z nim związków azotu.

Badanie pokazuje również, że bardzo trudno jest znaleźć proste rozwiązanie w zakresie paliw innych niż kopalne, które jednocześnie działałoby dla wszystkich typów statków i było w stanie osiągnąć cel ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w żegludze. Ocena środowiskowych i ekonomicznych aspektów różnych opcji paliwowych dla sektora żeglugi jest złożona, a przy opracowywaniu strategii klimatycznych dla różnych typów statków i trybów pracy należy wziąć pod uwagę kilka czynników.

- Z perspektywy cyklu życia należy znaleźć różne rodzaje rozwiązań w zakresie dekarbonizacji dla różnych rodzajów statków - mówi Fayas Malik Kanchiralla.