De logische weg vooruit
Er zijn talrijke keuzes voorgesteld als levensvatbare alternatieve brandstoffen. Enkele van de voornaamste kandidaten zijn biobrandstoffen (b.v. ethanol, butanol, methanol, biodiesel, hernieuwbare diesel), aardgas, waterstof, propaan en dimethylether (DME). Elk van deze keuzen heeft voordelen en risico’s.
De optimale weg om te bepalen welke alternatieve brandstof (of brandstoffen) het best in de behoeften van de V.S. voorziet, moet beginnen met een grondige, logische identificatie van de kenmerken van een “ideale” brandstof. De kritische taak wordt dan het evalueren van elke alternatieve brandstof keuze ten opzichte van de volgende ideale brandstof criteria.
De kenmerken van een ideale brandstof omvatten:
– Geproduceerd uit elke primaire energiebron (bijv, wind, zon, biomassa, steenkool, kernenergie, waterkracht, thermische oceaanenergie, enz.)
– Kosteneffectief in vergelijking met benzine, aardgas, batterijen, biobrandstoffen, waterstof, enz.
– Er bestaan al belangrijke opslag- en leveringssystemen
– Milieuvriendelijk (geen koolstof, lage emissies)
– Praktische toepassing (d.w.z. dieselmotoren, brandstofcellen, SI-motoren, gasturbines, enz.)
– Bewezen, aanvaardbare veiligheidsgeschiedenis
– Duurzaam
– Geproduceerd in de V.S.
NH3 Fuel: The Closest Alternative to an Ideal Fuel
Een grondige evaluatie van elke potentiële alternatieve brandstof tegen de opgesomde ideale brandstofcriteria, leidt tot de keuze van NH3 (watervrije ammoniak) als de belangrijkste alternatieve brandstofkandidaat. NH3 wordt “de andere waterstof” genoemd en vertoont alle voordelen van waterstof. Belangrijk is dat NH3 beproefde, praktische, goedkope opslag en levering van waterstof biedt, de grootste belemmering voor een waterstofeconomie.
Informatie over alternatieve brandstoffen
NH3-prestaties en voordelen:
Flexibiliteit van de productie NH3 kan worden geproduceerd uit elke primaire energiebron (bijv, Waterstof is de enige andere brandstof die deze claim kan waarmaken.
Kosteffectief NH3 is in het verleden concurrerend geprijsd met benzine en aardolie op basis van energie-inhoud (d.w.z. $/MM BTU-basis). NH3 wordt momenteel geproduceerd uit aardgas en steenkool. De huidige prijzen (april 2010) in de VS voor steenkool, aardgas en benzine bedragen respectievelijk $ 1,20, $ 3,97 en $ 20,00 per miljoen BTU. Aangezien NH3 momenteel wordt gemaakt van steenkool en aardgas, die beide aanzienlijk goedkoper zijn dan benzine, zal NH3 over het algemeen kostenconcurrerend zijn met benzine zolang het historische relatieve kostenverschil tussen steenkool, aardgas en benzine blijft bestaan.
Infrastructuur Er bestaan wereldwijd al aanzienlijke opslag- en leveringssystemen voor NH3 dat wordt gebruikt in meststoftoepassingen. NH3 staat in de top drie van jaarlijks vervoerde chemische stoffen. NH3 wordt al tientallen jaren vervoerd per schip, binnenschip, spoorwagon, vrachtwagen en pijpleiding. Grote (20.000 tot 30.000 ton), goedkope NH3-opslagtanks zijn momenteel geïnstalleerd in vele gebieden van de VS. Alleen al in Iowa zijn er meer dan 800 NH3-distributiefaciliteiten voor de detailhandel.
Milieuprestaties NH3-brandstof is milieuvriendelijk, produceert geen kooldioxide en heeft een lage totale uitstoot. De enige belangrijke verontreinigende stof die door waterstof of NH3 wordt uitgestoten is NOx. Benzine- en dieseluitlaatgassen bevatten ook NOx, en NH3 wordt vaak gebruikt om deze uitstoot te verminderen. Met een brandstofvoorziening aan boord van NH3 zal het nog gemakkelijker en rendabeler zijn om NH3 te gebruiken om met NOx te reageren over een goedkope katalysator en milieuvriendelijke N2 en H2O te produceren.
Fuel Flexibiliteit De mogelijkheid om in om het even welke prime mover te worden gebruikt (b.v, dieselmotoren, brandstofcellen, SI-motoren, gasturbines, enz.) is een enorm voordeel in verband met NH3 Fuel.
Beschikbaarheid De Verenigde Staten hebben 15 tot 20 miljoen ton vloeibare NH3 in distributienetwerken op een jaarlijkse basis. Tot nu toe werd die NH3 voornamelijk gebruikt als meststof en als commercieel koelmiddel. Veel staten, zoals Iowa, hebben een uitgebreid netwerk van “tankstations”, waarvan dezelfde lagedrukapparatuur kan worden gebruikt om NH3-brandstof te leveren aan landbouwmachines en uiteindelijk aan wegvoertuigen. Een dergelijk NH3-brandstofleveringsnetwerk zou vrij eenvoudig te implementeren zijn in vergelijking met bijvoorbeeld waterstof.
Veiligheid NH3 heeft een uitgebreide, bewezen staat van dienst wat betreft aanvaardbaar veilig gebruik. Bovendien hebben twee zeer geloofwaardige studies aangetoond dat NH3 veiliger zou zijn dan propaan en even veilig als benzine wanneer het als transportbrandstof wordt gebruikt. Er bestaan veel misvattingen over de veiligheid van NH3 en het verstrekken van geloofwaardige, feitelijke gegevens over dit onderwerp is zeer belangrijk en een belangrijk doel van de NH3 Fuel Association.
Enkele feiten met betrekking tot de veiligheid van NH3:
- NH3 is een zwakke base en wordt gemakkelijk geneutraliseerd met zwakke zuren zoals citroenzuur en azijnzuur
- NH3 heeft een veel betere veiligheidsreputatie (bijv. verlies van levens) in vergelijking met benzine, propaan en aardgas
- Nul koolstof, geen resulterende broeikasgassen bij verbranding
- NOx wordt gemakkelijk geneutraliseerd (NH3 wordt gebruikt als de actieve chemische reactant in NOx-reductie, en CO2 en SO2 afvang)
- Als het vrijkomt bij een ongeval, is NH3 zeer moeilijk te ontsteken, is het lichter dan lucht (het verspreidt zich naar boven), en de geur waarschuwt
- NH3 is geen broeikasgas (Greenhouse Gas (GHG)
- Beschadigt de ozonlaag niet
Duurzame NH3 kan worden geproduceerd uit wind, zon of een andere hernieuwbare brandstof met bestaande productiemethoden, en nieuwe technologie, die momenteel in ontwikkeling is, houdt belofte in om de duurzame productiekosten aanzienlijk te verlagen.