Der logische Weg nach vorn
Es gibt zahlreiche Alternativen, die als brauchbare alternative Kraftstoffe vorgeschlagen werden. Einige der führenden Kandidaten sind Biokraftstoffe (z.B. Ethanol, Butanol, Methanol, Biodiesel, erneuerbarer Diesel), Erdgas, Wasserstoff, Propan und Dimethylether (DME). Jede dieser Möglichkeiten ist mit Vorteilen und Nachteilen verbunden.
Der optimale Weg zur Bestimmung des alternativen Kraftstoffs (oder der alternativen Kraftstoffe), der den Bedürfnissen der USA am besten gerecht wird, sollte mit einer gründlichen, logischen Ermittlung der Merkmale eines „idealen“ Kraftstoffs beginnen. Die entscheidende Aufgabe besteht dann darin, die einzelnen alternativen Kraftstoffe anhand der folgenden Kriterien für den idealen Kraftstoff zu bewerten.
Die Merkmale eines idealen Kraftstoffs umfassen:
– Erzeugt aus einer beliebigen Primärenergiequelle (z.B., Wind, Sonne, Biomasse, Kohle, Kernkraft, Wasserkraft, Meereswärme usw.)
– Kostengünstig im Vergleich zu Benzin, Erdgas, Batterien, Biokraftstoffen, Wasserstoff usw.
– Wesentliche Speicher- und Abgabesysteme sind bereits vorhanden
– Umweltfreundlich (kein Kohlenstoff, geringe Emissionen)
– Praktische Anwendung (d.h. Dieselmotoren, Brennstoffzellen, Ottomotoren, Gasturbinen usw.)
– Nachgewiesene, akzeptable Sicherheit
– Nachhaltig
– Hergestellt in den USA
NH3-Kraftstoff: Die beste Alternative zu einem idealen Kraftstoff
Eine gründliche Bewertung jedes potenziellen alternativen Kraftstoffs anhand der aufgelisteten Kriterien für einen idealen Kraftstoff führt zur Wahl von NH3 (wasserfreies Ammoniak) als führendem alternativen Kraftstoffkandidaten. NH3 wurde als „der andere Wasserstoff“ bezeichnet und weist alle Vorteile von Wasserstoff auf. Vor allem bietet NH3 eine bewährte, praktische und kostengünstige Speicherung und Bereitstellung von Wasserstoff, dem Haupthindernis für eine Wasserstoffwirtschaft.
Informationen zu alternativen Kraftstoffen
Leistung und Vorteile von NH3:
Produktionsflexibilität NH3 kann aus jeder Primärenergiequelle hergestellt werden (z.B., Wasserstoff ist der einzige andere Brennstoff, der dies von sich behaupten kann.
Kosteneffizientes NH3 war in der Vergangenheit in Bezug auf den Energiegehalt (d. h. $/MM BTU) preislich konkurrenzfähig mit Benzin und Erdöl.) NH3 wird derzeit aus Erdgas und Kohle hergestellt. Die aktuellen (April 2010) US-Preise für Kohle, Erdgas und Benzin liegen bei 1,20 $, 3,97 $ bzw. 20,00 $ pro Million BTU. Da NH3 derzeit aus Kohle und Erdgas hergestellt wird, die beide wesentlich billiger sind als Benzin, wird NH3 im Allgemeinen mit Benzin kostenmäßig konkurrenzfähig sein, solange der historische relative Kostenunterschied zwischen Kohle, Erdgas und Benzin bestehen bleibt.
Infrastruktur Für NH3, das in Düngemittelanwendungen eingesetzt wird, gibt es bereits bedeutende, weltweite Lager- und Liefersysteme. Es gehört zu den drei wichtigsten jährlich transportierten Chemikalien. NH3 wird seit Jahrzehnten per Schiff, Lastkahn, Eisenbahnwaggon, LKW und Pipeline transportiert. Große (20.000 bis 30.000 Tonnen), kostengünstige NH3-Lagertanks sind derzeit in vielen Gebieten der USA installiert. Allein in Iowa gibt es über 800 NH3-Verkaufsstellen.
Umweltfreundlichkeit NH3-Kraftstoff ist umweltfreundlich, erzeugt kein Kohlendioxid und nur geringe Gesamtemissionen. Der einzige nennenswerte Schadstoff, der sowohl von Wasserstoff als auch von NH3 ausgestoßen wird, ist NOx. Benzin- und Dieselabgase enthalten ebenfalls NOx, und NH3 wird üblicherweise verwendet, um diese Emissionen zu reduzieren. Mit einer On-Board-Versorgung mit NH3-Kraftstoff wird es noch einfacher und kostengünstiger sein, NH3 zur Reaktion mit NOx über einen kostengünstigen Katalysator zu verwenden und umweltfreundliches N2 und H2O zu erzeugen.
Kraftstoffflexibilität Die Fähigkeit, in jeder Antriebsmaschine verwendet zu werden (z. B., Dieselmotoren, Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren, Gasturbinen usw.) ist ein enormer Vorteil des NH3-Kraftstoffs.
Verfügbarkeit In den Vereinigten Staaten sind jährlich 15 bis 20 Millionen Tonnen flüssiges NH3 in den Verteilungsnetzen vorhanden. Bisher wurde dieses NH3 hauptsächlich als Düngemittel und kommerzielles Kühlmittel verwendet. Viele Bundesstaaten, wie z. B. Iowa, verfügen über ein ausgedehntes „Tankstellennetz“, das mit denselben Niederdruckanlagen auch NH3-Kraftstoff für landwirtschaftliche Maschinen und schließlich für Straßenfahrzeuge liefern könnte. Ein solches NH3-Tankstellennetz wäre im Vergleich etwa zu Wasserstoff relativ einfach zu realisieren.
Sicherheit NH3 hat eine umfangreiche, nachweislich sichere Verwendung. Darüber hinaus haben zwei sehr glaubwürdige Studien gezeigt, dass NH3 sicherer als Propan und so sicher wie Benzin ist, wenn es als Transportkraftstoff verwendet wird. Es gibt viele falsche Vorstellungen über die Sicherheit von NH3, und die Bereitstellung glaubwürdiger, sachlicher Daten zu diesem Thema ist sehr wichtig und ein Hauptziel der NH3 Fuel Association.
Ein paar Fakten zur Sicherheit von NH3:
- NH3 ist eine schwache Base und lässt sich leicht mit schwachen Säuren wie Zitronen- und Essigsäure neutralisieren
- NH3 hat eine viel bessere Sicherheitsbilanz (z.B. Verlust von Menschenleben) im Vergleich zu Benzin, Propan und Erdgas
- Null Kohlenstoff, keine entstehenden Treibhausgase bei der Verbrennung
- NOx wird leicht neutralisiert (NH3 wird als aktiver chemischer Reaktant bei der NOx-Reduktion und der CO2- und SO2-Abscheidung verwendet)
- Wenn es bei einem Unfall freigesetzt wird, ist NH3 sehr schwer zu entzünden, ist leichter als Luft (verflüchtigt sich nach oben), und sein Geruch warnt
- NH3 ist kein Treibhausgas (THG)
- Schädigt die Ozonschicht nicht
Nachhaltiges NH3 kann aus Wind, Sonne oder anderen erneuerbaren Brennstoffen mit bestehenden Produktionsmethoden hergestellt werden, und neue Technologien, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, versprechen eine erhebliche Senkung der nachhaltigen Produktionskosten.