Amonyak, modern tarımın ve küresel gıda güvenliğinin temel taşlarından biri olmasına rağmen uzun yıllardır aynı yöntemle üretiliyor. Yaklaşık bir asırdır kullanılan Haber-Bosch süreci verimli olsa da yüksek maliyeti ve çevresel etkileri nedeniyle giderek daha fazla eleştiriliyor. ABD merkezli girişim Ammobia ise bu köklü teknolojiyi adeta yeniden icat ederek olumsuzlukları gidermeyi hedefliyor.
Hidrojene de alternatif olabilir
Şirketin paylaştığı bilgilere göre Ammobia, Haber-Bosch sürecinde yaptığı teknik iyileştirmeler sayesinde amonyak üretim maliyetini yüzde 40’a kadar azaltabilecek bir yöntem geliştirdi. Haber-Bosch süreci, atmosferdeki azot ile hidrojenin yüksek sıcaklık ve basınç altında amonyak üretmek için kimyasal olarak birleştirildiği yöntem. Şirket, teknolojinin daha büyük ölçekte çalışabileceğini göstermek için 7,5 milyon dolarlık tohum yatırım turunu da tamamladı.
Amonyak, yalnızca gübre üretimiyle sınırlı kalmayıp gelecekte enerji dönüşümünde de kritik bir rol oynayabilir. Özellikle Japonya ve Güney Kore, sanayi ve ulaşım alanlarında amonyağa dayalı yol haritaları geliştirmiş durumda. Hidrojenle kıyaslandığında amonyağın daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olduğu biliniyor. Buna taşıma ve depolamanın çok daha kolay olması eklenince avantajlar büyüyor.
Mevcut süreç oldukça kirli
Bugün kullanılan Haber-Bosch süreci, küresel ölçekte ciddi bir çevresel yük oluşturuyor. Amonyak üretimi, küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde 2’sinden sorumlu. Süreçte, bir azot molekülünün üç hidrojen molekülüyle reaksiyona girmesi için demir bazlı katalizörler yaklaşık 500°C sıcaklık ve 200 bar civarında yüksek basınç gerekiyor. Bu koşulların sağlanması ise çoğunlukla fosil yakıtların yakılmasıyla mümkün oluyor.
Üstelik yalnızca enerji değil, ham madde tarafında da fosil yakıtlara bağımlılık söz konusu. Azot atmosferden kolayca elde edilebilse de hidrojenin büyük bölümü doğal gazdaki metan moleküllerinin buharla parçalanmasıyla üretiliyor.
Yeni teknik neler sunuyor?
Ammobia’nın geliştirdiği süreç ise bu noktada önemli bir fark yaratıyor. Şirketin açıklamasına göre yeni yöntem, yaklaşık 150°C daha düşük sıcaklıkta ve 10 kat daha düşük basınçta çalışabiliyor. Bu sayede, fosil yakıtlar tamamen devreden çıkarılmasa bile daha düşük emisyonla amonyak üretimi mümkün hale geliyor.
Aynı zamanda bu teknik yaklaşım tesis kurulum maliyetlerini de aşağı çekiyor. Yüksek sıcaklık ve basınç gereksinimi ortadan kalktığı için daha ucuz pompalar ve ekipmanlar kullanılabiliyor.
Bugüne kadar amonyak üreticilerinin maliyet düşürmek için sahip olduğu seçenekler oldukça sınırlıydı. Çoğu üretici ya daha ucuz bir enerji kaynağı ya da daha ucuz hidrojen bulmaya odaklanıyordu.
Ammobia ise mevcut kaynakları değiştirmeyi zorunlu kılmayan, her türlü hidrojen ve ısı kaynağıyla çalışabilen bir süreç sunduğunu vurguluyor. Düşük basınçta çalışabilme özelliği ise yenilenebilir enerji açısından yeni fırsatlar yaratıyor. Üretimin kolayca artırılıp azaltılabilmesi, yenilenebilir kaynaklardan gelen fazla elektriğin hidrojen ve dolayısıyla amonyak üretiminde değerlendirilmesine olanak tanıyor.
Ammobia’nın bir diğer dikkat çekici farkı ise tesis ölçekleri. Günümüzde geleneksel amonyak tesisleri günde 1.000 ila 3.000 ton üretim kapasitesine sahip. Ammobia’nın ticari ölçekteki tek bir ünitesi ise günde yaklaşık 250 ton amonyak üretecek şekilde tasarlanıyor. Daha yüksek kapasiteye ihtiyaç duyan müşteriler, birden fazla modülü yan yana kurarak ölçek büyütebiliyor.
Şirket, Haber-Bosch sürecini tam olarak nasıl optimize ettiğine dair ayrıntıları paylaşmıyor. Ancak Ammobia’nın reaktör içinde oluşan amonyağı anında ortamdan uzaklaştıran bir sorbent kullanan bir sistem için patent başvurusu yaptığı biliniyor. Bu yaklaşım, katalizör yüzeyinde yeni reaksiyonlara alan açarak verimliliği artırabiliyor.
Ammobia, yaklaşık bir yıldır küçük ölçekli bir üniteyi aktif olarak işletiyor. Yeni yatırımla birlikte ticari sistemin tüm özelliklerini barındıran ancak günde 10 ton üretim kapasiteli bir pilot tesis kurmayı planlıyor. Bu tesis ile teknolojinin gerçek dünyada ölçülebilir bir şekilde sınanıp kanıtlanması bekleniyor.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/amonyak-uretimi-icin-asirlik-teknoloji-yeniden-icat-edildi–200873
