Duke përdorur sasi të mëdha të energjisë diellore dhe të erës, Australia po synon të zëvendësojë recetën e çrregullt, 100-vjeçare për prodhimin e amoniakut.

Sipas Douglas McFarlane, një kimist në Universitetin Monash jashtë Melburnit, peizazhet e lashta të thata të Australisë janë tokë pjellore për rritje të reja: pyje të gjera me turbina me erë dhe panele diellore. Ka më shumë dritë dielli për metër katror në këtë vend se në çdo vend tjetër dhe të fuqishme. erërat fryjnë në brigjet e saj jugore dhe perëndimore.

Në përgjithësi, potenciali i energjisë së rinovueshme të Australisë është 25,000 gigavat, një nga më të lartat në botë dhe rreth katërfishi i kapacitetit të instaluar të gjenerimit të energjisë elektrike të planetit. Megjithatë, me një popullsi të vogël dhe mungesë mënyrash për të ruajtur ose eksportuar energjinë, burimet e saj të rinovueshme praktikisht nuk përdoren.

Kjo është ajo ku McFarlane vjen në shpëtim. Për 4 vitet e fundit, ai ka punuar në një qelizë karburanti që mund të shndërrojë energjinë elektrike të rinovueshme në një lëndë djegëse pa karbon: amoniak.

Qelizat e karburantit zakonisht përdorin energjinë e ruajtur në lidhjet kimike për të gjeneruar energji elektrike, ndërsa MacFarlane bën të kundërtën. Në laboratorin e tij, ai demonstron një nga pajisjet e hokejit në madhësinë e topit të bërë prej çeliku inox.

Gazi i azotit dhe uji furnizohen përmes dy tubave plastikë në pjesën e pasme të pajisjes dhe energjia elektrike furnizohet përmes kordonit të rrymës. Nëpërmjet një tubi të tretë në pjesën e përparme, ai nxjerr në heshtje gaz amoniak, të gjitha pa nxehtësinë, presionin dhe emetimet e karbonit që normalisht nevojiten për të prodhuar këtë kimikat.

Kompanitë në mbarë botën prodhojnë tashmë 60 miliardë dollarë në vit amoniak, kryesisht si pleh, dhe pajisja e MacFarlane mund t’i lejojë ata ta bëjnë atë në mënyrë më efikase dhe të pastër. Por ai ka ambicie për të bërë shumë më tepër sesa thjesht të ndihmojë fermerët.

Duke e kthyer energjinë elektrike të rinovueshme në një gaz të pasur me energji që mund të ftohet lehtësisht dhe të kompresohet në lëndë djegëse të lëngshme, qeliza e karburantit Macfarlane ruan në mënyrë efikase dritën e diellit dhe erën, duke i kthyer ato në një mall që mund të transportohet kudo në botë dhe të kthehet përsëri në energji elektrike ose gaz hidrogjen për automjetet me qeliza karburanti.

Gazi që del nga një qelizë karburanti është i pangjyrë, por nga pikëpamja mjedisore, thotë McFarlane, amoniaku është po aq miqësor ndaj mjedisit sa mund të jetë. Amoniaku një atom azoti i lidhur me tre atome hidrogjeni – mund të mos duket si një lëndë djegëse ideale: Përdoret në produktet e pastrimit të shtëpisë, ky kimik ka një erë të keqe dhe është toksik.

Por dendësia e saj e energjisë për nga vëllimi është pothuajse dyfishi i hidrogjenit të lëngshëm, konkurrenti kryesor i tij si lëndë djegëse alternative e pastër, dhe është më e lehtë për t’u transportuar dhe shpërndarë. Studiuesit në mbarë botën po kërkojnë të njëjtën perspektivë të “ekonomisë së amoniakut”, me Australinë që pozicionohet si lider.

Por vitin e kaluar, Agjencia Australiane e Energjisë së Rinovueshme tha se ndërtimi i një ekonomie eksporti për burimet e rinovueshme ishte një nga prioritetet e saj. Këtë vit, agjencia njoftoi 20 milionë dollarë australianë në financimin e farës për të mbështetur eksportin e teknologjive të energjisë së rinovueshme.

Ndërsa pjesa më e madhe e energjisë elektrike të projektit 9000 megavat do të vijë nëpërmjet një kablloje nëndetëse për të furnizuar me energji miliona shtëpi në Indonezi, një pjesë e kësaj energjie mund të përdoret për të prodhuar amoniak për eksporte në distanca të gjata. Por së pari, mbrojtësit e amoniakut të rinovueshëm do të duhet të zëvendësojnë një nga proceset industriale më të mëdha, më të ndotura dhe më të nderuara në kohë në botë sot, të quajtur Haber-Bosch.

Fabrika e amoniakut, një metropol metalik tubash dhe tankesh, ndodhet aty ku shkëmbinjtë e kuq të shkretëtirës Pilbara të Australisë Perëndimore takohen me oqeanin. Në pronësi të Yara, prodhuesi më i madh i amoniakut në botë, dhe i ndërtuar në vitin 2006, fabrika shkëlqen edhe sot. Është në krye të teknologjisë dhe është një nga impiantet më të mëdha të amoniakut në botë. Megjithatë, ai bazohet në reaktorët e çelikut, të cilët ende përdorin një recetë shekullore të prodhimit të amoniakut.

Deri në vitin 1909, shumica e amoniakut të planetit prodhohej nga bakteret që fiksonin azotin. Por në të njëjtin vit, shkencëtari gjerman Fritz Haber gjeti një reagim që, duke përdorur katalizatorë hekuri, thyen lidhjen e fortë kimike që mban së bashku molekulat e azotit, N2, dhe kombinon atomet me hidrogjenin për të prodhuar amoniak.

Reagimi kërkon forcë brutale – deri në 250 atmosfera presioni në reaktorë të gjatë e të ngushtë çeliku – një proces i nisur nga kimisti gjerman Carl Bosch. Procesi është mjaft efikas; rreth 60% e energjisë së përdorur në fabrikë ruhet përfundimisht në lidhjet e amoniakut.

Kur shkallëzohet në bimë me madhësinë e Yara, procesi mund të prodhojë sasi masive të amoniakut. Sot, uzina prodhon dhe dërgon 850,000 tonë metrikë amoniak në vit—më shumë se dyfishi i peshës së Empire State Building. Shumica e tij përdoret si pleh. Bimët kanë nevojë për azot, i cili përdoret për të ndërtuar proteina dhe ADN, dhe amoniaku e furnizon atë në një formë të biodisponueshme.

Reaktorët Haber-Bosch mund të prodhojnë amoniak shumë më shpejt se proceset natyrore, dhe në dekadat e fundit kjo teknologji i ka lejuar fermerët të ushqejnë një popullsi botërore në rritje. Është vlerësuar se të paktën gjysma e azotit në trupin e njeriut sot vjen nga një bimë sintetike e amoniakut.

Teknologjia Haber-Bosch çoi në “revolucionin e gjelbër”, por vetë procesi nuk është “i gjelbër”. Kërkon një burim gazi hidrogjeni (H2), i cili ndahet nga gazi natyror ose qymyri gjatë një reaksioni duke përdorur avull të mbinxehur nën presion. Kjo lë pas dioksidin e karbonit (CO2), që përbën rreth gjysmën e emetimeve nga i gjithë procesi. Lënda e dytë e parë, N2, ndahet lehtësisht nga ajri, i cili përbëhet nga 78% azot.

Por duhet më shumë lëndë djegëse fosile, dhe për rrjedhojë më shumë CO2, për të krijuar presionin e nevojshëm për të kombinuar hidrogjenin dhe azotin në reaktorë. Emetimet janë në rritje: Prodhimi i amoniakut konsumon rreth 2% të energjisë në botë dhe prodhon 1% të CO2./ Scan