Του καπτ. Γεώργιου Γεωργούλη
Η απανθρακοποίηση στη ναυτιλία αποτελεί μια αναγκαιότητα που απαιτεί άμεση λύση. Η αμμωνία φαίνεται να συνιστά μια τέτοια, όμως πρέπει να εξεταστούν πολλοί παράγοντες σε όλο το φάσμα της εφοδιαστικής αλυσίδας μέχρι την ευρεία χρήση της ως ναυτιλιακού καυσίμου.
Η αμμωνία είναι μια βιομηχανική χημική ουσία που παράγεται συνήθως σε θερμοκρασία και πίεση περιβάλλοντος, είναι ένα διαυγές, άχρωμο αέριο που είναι ελαφρύτερο από τον αέρα. Μπορεί να διαλυθεί στο νερό και είναι διαβρωτικό, με πιθανότητα σοβαρού τραυματισμού στα μάτια, στον λαιμό και στους πνεύμονες. Έχει μια χαρακτηριστική έντονη μυρωδιά.
Περίπου το 70% της τρέχουσας παραγωγής αμμωνίας προορίζεται για τη βιομηχανία λιπασμάτων. Περισσότερο από το ήμισυ της επί του παρόντος διαθέσιμης αμμωνίας παράγεται σε τέσσερις χώρες (Κίνα, ΗΠΑ, Ινδία και Ρωσία), χρησιμοποιώντας υδρογόνο που σχηματίζεται από φυσικό αέριο και άνθρακα και στη συνέχεια ενώνεται με άζωτο που διαχωρίζεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα με τη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας. Για την παραγωγή υδρογόνου, η αεριοποίηση του άνθρακα (26%) και η διαμόρφωση των ατμών μεθανίου (73%), αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος του CO₂ που εκπέμπεται σήμερα κατά την παραγωγή αμμωνίας.
Η παραγωγή αμμωνίας εκπέμπει σήμερα 450 Megatons CO₂ ετησίως, που αντιπροσωπεύει το 1,3% των εκπομπών παγκοσμίως, τη μεγαλύτερη πηγή εκπομπών στον χημικό τομέα. Ενώ η ζήτησή από υπάρχουσες χρήσεις αμμωνίας συνεχίζει να αυξάνεται, νέες εφαρμογές αμμωνίας ως αποτελεσματικού καυσίμου χωρίς άνθρακα πρόκειται να έχουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στη ζήτηση. Η παγκόσμια ζήτηση αναμένεται να αυξηθεί από 183 Megatons το 2020 σε 688 Megatons το 2050.
Οι προσπάθειες απαλλαγής από τις εκπομπές άνθρακα σε τομείς που χρησιμοποιούν ήδη προϊόντα αμμωνίας προσθέτουν πιέσεις ώστε η παραγωγή της να γίνει πιο πράσινη. Υπάρχουν δύο μέθοδοι για την παραγωγή του υδρογόνου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία καθαρής αμμωνίας. Η πρώτη περιλαμβάνει τη χρήση ορυκτών πρώτων υλών και την εφαρμογή τεχνικών δέσμευσης και χρήσης άνθρακα. Η δεύτερη μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση ηλεκτρόλυσης για την εξαγωγή υδρογόνου από το νερό, η οποία είναι μια καθαρότερη εναλλακτική λύση. Το υδρογόνο από οποιαδήποτε πηγή συνδυάζεται με άζωτο που εξάγεται από τον αέρα. Για την παραγωγή πράσινης αμμωνίας, απαιτείται ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια τόσο για την ηλεκτρόλυση όσο και για την ένωση του υδρογόνου με άζωτο.
Όσον αφορά την τεχνολογία, κατασκευαστές ναυτικών μηχανών όπως η Wärtsilä, η MAN Energy Solutions και η WinGD έχουν αναφέρει σημαντική πρόοδο στις μηχανές με δυνατότητα χρήσης της αμμωνίας ως καυσίμου. Προερχόμενες από επιτυχημένα προγράμματα δοκιμών και την ταυτόχρονη ανάπτυξη συστημάτων τροφοδοσίας καυσίμου, οι νέες μηχανές και οι μετασκευές (που επιτρέπουν στους υπάρχοντες κινητήρες να λειτουργούν με καύσιμο αμμωνίας) φαίνεται ότι θα είναι έτοιμες για εμπορική χρήση από το 2025. Ορισμένα πιλοτικά προγράμματα ήδη βρίσκονται σε εξέλιξη.
Η αμμωνία μπορεί να απαντηθεί στη φυσική της μορφή στον αέρα, στο έδαφος και στο νερό. Είναι επίσης συστατικό που το χρησιμοποιούμε σε καθαριστικά και προϊόντα οικιακής χρήσης. Ωστόσο, μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό και κάψιμο στο δέρμα, στο στόμα, στον λαιμό, στους πνεύμονες και στα μάτια. Σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να βλάψει σοβαρά τους πνεύμονες και να οδηγήσει σε θάνατο. Το επίπεδο της βλάβης εξαρτάται από το ποσοστό της συγκέντρωσης και τη διάρκεια της έκθεσης σε αυτήν. Οι εξατμίσεις της αμμωνίας στο φυσικό περιβάλλον είναι ελαφρύτερες από τον αέρα, ωστόσο όταν απελευθερώνεται αμμωνία που βρίσκεται υπό συμπίεση, προκαλεί εξατμίσεις βαρύτερες από τον αέρα.
Οι συστάσεις για τη διαχείριση της αμμωνίας στο πλοίο συνοψίζονται στις ακόλουθες:
- Μείωση της θερμοκρασίας αποθήκευσης για περιορισμό των κινδύνων από το καύσιμο αμμωνίας.
- Διαίρεση της δεξαμενής καυσίμου σε δύο ή περισσότερα διαμερίσματα, με στόχο τον περιορισμό του κινδύνου διαρροής αμμωνίας.
- Ελαχιστοποίηση, παρακολούθηση και έλεγχος της πρόσβασης και της διάρκειας του χρόνου σε χώρους που περιέχουν αμμωνία.
- Τοποθέτηση των εξαεριστικών από χώρους που περιέχουν αμμωνία σε ασφαλή θέση, μακριά από περιοχές στις οποίες έχει πρόσβαση το πλήρωμα.
- Εγκατάσταση πολλαπλών αισθητήρων διαφορετικών τύπων για την ανίχνευση διαρροών αμμωνίας.
Το ενδιαφέρον για την αμμωνία ως καύσιμο για τη ναυτιλία οφείλεται τόσο στις δυνατότητές της ως καυσίμου μηδενικών ή σχεδόν μηδενικών εκπομπών όσο και στον αναμενόμενο αυξανόμενο ρόλο της στην παγκόσμια οικονομία ως αποτελεσματικού φορτίου ενέργειας. Καθώς ο κόσμος προσβλέπει στην οικονομία του υδρογόνου για την απανθρακοποίηση, οι ιδιότητες της αμμωνίας την καθιστούν πιο κατάλληλη για να αποτελέσει το φορτίο προς μεταφορά. Και καθώς περισσότερα πλοία θα αρχίσουν να μεταφέρουν αμμωνία, περισσότερα θα γίνουν υποψήφια για τη χρήση της ως καυσίμου. Η ανάπτυξη της αμμωνίας στη θάλασσα μπορεί, επομένως, να χωριστεί σε δύο άξονες:
- Αυξανόμενη ζήτηση για θαλάσσιες μεταφορές αμμωνίας από πλοία που σήμερα μεταφέρουν φυσικό αέριο, ορισμένα από τα οποία θα χρησιμοποιούν το φορτίο της αμμωνίας ως καύσιμο.
- Αύξηση της ζήτησης της αμμωνίας ως καυσίμου για τα υπόλοιπα πλοία.
Το παρόν άρθρο δημοσιεύθηκε στο Τεύχος Απριλίου 2024.
Μπορείτε να αποκτήσετε το Τεύχος Απριλίου πατώντας εδώ.
