Μελέτη των δυνατοτήτων και των προκλήσεων της αμμωνίας και του υδρογόνου ως καθαρών ναυτιλιακών καυσίμων μηδενικών εκπομπών
Η παγκόσμια ναυτιλιακή βιομηχανία, υπεύθυνη για περίπου το 3% των παγκόσμιων εκπομπών CO₂, βρίσκεται στο επίκεντρο της συζήτησης για την παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση. Η απαίτηση για μηδενικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου μέχρι τα μέσα του αιώνα έχει οδηγήσει σε μια φρενήρη αναζήτηση καθαρών, βιώσιμων καυσίμων. Δύο από τους κυριότερους υποψηφίους είναι η πράσινη αμμωνία και το πράσινο υδρογόνο.
Αλλά ποιο από τα δύο είναι καταλληλότερο για τη ναυτιλία; Παρακάτω ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση των τεχνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών πλεονεκτημάτων και περιορισμών κάθε επιλογής.
1. Πράσινη Αμμωνία: Υποσχέσεις και Δομικές Δυσκολίες
Η αμμωνία (NH₃) μπορεί να παραχθεί με μηδενικές εκπομπές μέσω της σύνθεσης πράσινου υδρογόνου και αζώτου, χρησιμοποιώντας ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές.
Πλεονεκτήματα:
Απουσία εκπομπών CO₂ κατά την καύση.
Ευκολότερη αποθήκευση και μεταφορά: Η αμμωνία υγροποιείται σε -33°C σε ατμοσφαιρική πίεση, πολύ πιο εύκολα από το υδρογόνο (-253°C).
Υφιστάμενη υποδομή: Η αμμωνία ήδη μεταφέρεται παγκοσμίως σε μεγάλες ποσότητες ως λίπασμα, γεγονός που διευκολύνει την ανάπτυξη εφοδιαστικής αλυσίδας.
Προκλήσεις:
Τοξικότητα: Η αμμωνία είναι ιδιαίτερα τοξική και διαβρωτική, απαιτώντας ειδικά πρωτόκολλα ασφαλείας.
Καύση με NOₓ εκπομπές: Η καύση της αμμωνίας μπορεί να δημιουργήσει οξείδια του αζώτου (NOₓ), ένα άλλο επιβλαβές αέριο του θερμοκηπίου και τοπικός ρύπος.
Μηχανικές προκλήσεις: Οι κινητήρες πρέπει να επανασχεδιαστούν για να λειτουργούν με αμμωνία ή να χρησιμοποιούν ειδικές τεχνολογίες όπως οι κυψέλες καυσίμου SOFC.
2. Πράσινο Υδρογόνο: Η Καθαρότερη Ενέργεια με Τεχνικά Εμπόδια
Το υδρογόνο, όταν παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης με ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια, είναι το καθαρότερο καύσιμο: η καύση του παράγει μόνο νερό.
Πλεονεκτήματα:
Μηδενικές εκπομπές: Κανένα αέριο του θερμοκηπίου ή NOₓ κατά την καύση ή χρήση σε κυψέλες καυσίμου.
Υψηλό ενεργειακό περιεχόμενο ανά μονάδα βάρους: Περίπου 120 MJ/kg, πολύ υψηλότερο από τα συμβατικά καύσιμα.
Προκλήσεις:
Αποθήκευση & μεταφορά: Το υδρογόνο είναι το πιο ελαφρύ μόριο, αλλά απαιτεί εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες για υγροποίηση ή υψηλές πιέσεις για αποθήκευση.
Ανάγκη νέας υποδομής: Οι σημερινές λιμενικές εγκαταστάσεις δεν υποστηρίζουν ασφαλή και αποδοτική διαχείριση υδρογόνου.
Τεχνολογική ωριμότητα: Η ευρεία χρήση κυψελών καυσίμου μεγάλης ισχύος στη ναυτιλία βρίσκεται ακόμα σε φάση πιλοτικής ανάπτυξης.
3. Συγκριτικός Πίνακας
| Παράμετρος | Αμμωνία | Υδρογόνο |
|---|---|---|
| Εκπομπές CO₂ | 0 | 0 |
| Εκπομπές NOₓ | Υψηλές, χρειάζεται έλεγχος | Πολύ χαμηλές/μηδενικές |
| Ασφάλεια | Τοξική, διαβρωτική | Εκρηκτικό, αλλά μη τοξικό |
| Ενεργειακή πυκνότητα (όγκος) | Μέτρια | Πολύ χαμηλή |
| Υφιστάμενη υποδομή | Ναι (λιμάνια, μεταφορές) | Όχι (απαιτείται νέα ανάπτυξη) |
| Τεχνολογική ωριμότητα | Ανάπτυξη σε εξέλιξη | Περιορισμένη |
4. Παγκόσμιες Πρωτοβουλίες και Επενδύσεις
Αμμωνία
Fortescue's "Green Pioneer": Το πρώτο πλοίο διπλού καυσίμου (αμμωνία/ντίζελ) που έλαβε έγκριση για χρήση αμμωνίας ως ναυτιλιακού καυσίμου, κερδίζοντας το βραβείο "Hydrogen Transport" στα World Hydrogen 2024 Awards.
NYK Line: Προγραμματίζει την πρώτη παγκόσμια ανεφοδιασμό πλοίου με αμμωνία από φορτηγό σε πλοίο (truck-to-ship bunkering) για το ρυμουλκό "A-Tug" στο λιμάνι της Γιοκοχάμα.
COSCO Shipping και Fortescue: Συνεργάζονται για την ανάπτυξη αλυσίδας εφοδιασμού πράσινης αμμωνίας, με στόχο τη μείωση των εκπομπών στη ναυτιλία.
Σουηδο-Βελγικό Πράσινο Ναυτιλιακό Διάδρομο: Προβλέπει τη λειτουργία δύο πλοίων Ro-Ro με καύσιμο αμμωνία έως το 2030, συνδέοντας τη Σουηδία με το Βέλγιο.
Υδρογόνο
MF Hydra: Το πρώτο παγκοσμίως φέρι που λειτουργεί με υγρό υδρογόνο, μείωσε τις ετήσιες εκπομπές άνθρακα έως και 95%.
TotalEnergies: Υπέβαλε αίτηση για περιβαλλοντική άδεια για έργο πράσινου υδρογόνου και αμμωνίας αξίας 16 δισ. δολαρίων στη Χιλή, με στόχο την έναρξη λειτουργίας το 2030.Reuters
Toyota: Προειδοποιεί ότι ο χρόνος εξαντλείται για να ανταγωνιστεί την ηγεσία της Κίνας στα οχήματα υδρογόνου, επισημαίνοντας την ανάγκη για επείγουσες παγκόσμιες επενδύσεις.
5. Συμπέρασμα: Συμπληρωματικότητα αντί Αντιπαλότητας
Η πράσινη αμμωνία και το πράσινο υδρογόνο δεν είναι κατ' ανάγκη ανταγωνιστικές λύσεις. Αντιθέτως, ενδέχεται να καλύψουν διαφορετικά τμήματα της ναυτιλίας:
Η αμμωνία ταιριάζει καλύτερα στη βαριά ναυτιλία μεγάλων αποστάσεων.
Το υδρογόνο μπορεί να αξιοποιηθεί σε φέρυ, ακτοπλοΐα και περιοχές με αναπτυγμένη ανανεώσιμη ηλεκτροπαραγωγή.
Ο δρόμος για την αποκαρβονικοποίηση της ναυτιλίας είναι μακρύς και πολυδιάστατος. Και τα δύο καύσιμα μπορούν να συνυπάρχουν, αρκεί να υπάρξει η κατάλληλη πολιτική, οικονομική και τεχνολογική στήριξη.