Kredit:CC0 Public Domain
Har du någonsin undrat över koldioxidpåverkan av att odla din middag? Forskare har precis kommit på ett nytt sätt att beräkna en del av det.
En viktig ingrediens i produktionen av gödningsmedel för världens livsmedelsproduktion, ammoniak bidrar också väsentligt till världens utsläpp av växthusgaser och användning av fossila bränslen. Nyligen har forskare vid det amerikanska energidepartementets (DOE) Argonne National Laboratory modellerat hur mycket det skulle kosta att använda mer miljövänliga metoder som släpper ut mindre kol för att producera ammoniak.
Ammoniak framställs huvudsakligen genom att reformera naturgas, en process som bidrar till atmosfäriska utsläpp av både koldioxid och metan. "Det slutliga målet är att använda förnybar energi eller kärnkraft och rent väte för att producera det istället", säger Argonne seniorforskare Amgad Elgowainy.
Elgowainy och hans kollegor använde Argonnes modell för växthusgaser, reglerade utsläpp och energianvändning i teknologier (GREET) för att uppskatta miljöpåverkan från ammoniakproduktion från olika energikällor. Sedan använde de en teknoekonomisk modell för att titta på kostnaden för två olika sätt att producera ammoniak mer hållbart.
Det första sättet undviker en del av kolutsläppet genom att fånga upp en viss procent av det producerade kolet och sedan lagra det i geologiska formationer. Denna teknikväg kan implementeras till relativt låg kostnad, eftersom den totala kostnaden för att producera ammoniaken bara ökar med cirka 20 %.
I den andra vägen med nästan noll kol elektrolyseras vatten för att producera väte, som sedan paras ihop med kväve för att producera ammoniak. "Att använda förnybar energi eller kärnkraft för att dela vatten via elektrolys ger oss ett sätt att producera ammoniak med nästan ingen kolpåverkan," sa Elgowainy. "Som sagt, kostnaden för att göra det är för närvarande högre än koldioxidavskiljningsvägen."
Enligt Elgowainy finns det betydande utrymme för kostnadsreduktion av elektrolystekniken som så småningom skulle kunna göra vattenelektrolysvägen mer kostnadskonkurrenskraftig. "Forskning inom detta område kan i slutändan förändra marknaden avsevärt, men det kommer att kräva investeringar i att utveckla och skala upp produktionen av elektrolysteknologierna", sa han. "Med kostnadsminskningen och effektivitetsförbättringarna för att möta DOE:s mål på $1/kg rent väte, kan elektrolysvägen möjliggöra ett nära kolfritt och prisvärt sätt att producera ammoniak."
En artikel baserad på studien publicerades i numret av Green Chemistry den 13 maj . + Utforska vidare
