Ammoniak speichert Wasserstoff in vielerlei Hinsicht besser als Wasserstoff selbst, und es konnte dazu beitragen, einige schwierige Industrien zu reinigen, die Energie mit hoher Dichte benotigen. Das Brooklyner Unternehmen Amogy hat jetzt einen weltweit ersten Sattelzug mit Ammoniakantrieb vorgestellt.
Ammoniak hat als Energietrager zwei wesentliche Vorteile gegenuber Wasserstoff. Einer ist die Tatsache, dass es bei Umgebungstemperatur und -druck eine Flussigkeit ist, was die Lagerung, den Transport und die Handhabung erheblich erleichtert. Wasserstoff muss entweder stark auf etwa 700 bar komprimiert oder als Flussigkeit kryogen auf nur 20,28 K (-252,87 degC; -423,17 degF) gekuhlt gehalten werden – beides energieintensive Prozesse. Der zweite ist, wie viel Energie es transportiert: nach Volumen fast dreimal so viel wie Wasserstoffgas und nach Gewicht mehr als 20 Mal so viel wie heutige Lithiumbatterien.
Es kann sauber hergestellt und auf vielfaltige Weise als Kraftstoff verwendet werden, von denen viele keine schadlichen oder klimarelevanten Emissionen verursachen. Und obwohl es gewisse Nachteile hat, wird grunes Ammoniak als vielversprechende saubere Kraftstoffalternative fur Branchen wie Schifffahrt, Luftfahrt und andere Anwendungen angesehen, in denen Batterien und Wasserstoffgas einfach nicht genug Saft transportieren konnen, um die Arbeit zu erledigen.
Amogy wurde 2020 gegrundet, um die Entwicklung von grunem Ammoniak als Energiequelle fur sauberen Verkehr zu beschleunigen. Das Unternehmen sagt, dass es bis Juli 2021 eine 5-kW-Ammoniak-Drohne fliegen liess, gefolgt von einem 100-kW-Ammoniak-Traktor im Mai 2022.
Jetzt hat es seinen Ammoniak-Antriebsstrang auf 300 kW hochskaliert und prasentiert ihn in dem angeblich ,,weltweit ersten ammoniakbetriebenen, emissionsfreien Sattelzug“ – einem 2018er Freightliner Cascadia Class 8-Lkw, der mit einem Ammoniak-Kraftstoffsystem nachgerustet wurde unter die Kabine geschleudert und dahinter gestapelt, was dem Standard-Lkw kaum mehr Masse hinzuzufugen scheint.
Amogie
Es fullt sich in acht Minuten auf, um rund 900 kWh ,,gesamt gespeicherte elektrische Nettoenergie“ zu transportieren – ungefahr die gleiche Energiemenge, die der Tesla Semi in seinen Lithium-Batteriepaketen speichert. Amogy sagt, dass sein ,,kohlenstofffreies Energiesystem … eine 5-mal hohere Energiedichte auf Systemebene im Vergleich zu Lithiumbatterien hat“, so dass man davon ausgehen kann, dass dieses Fahrerhaus deutlich leichter als der Tesla sein wird.
Der Lastwagen wurde gebaut, gefullt und ,,mehrere Stunden lang auf dem Campus der Stony Brook University getestet“, und er soll spater in diesem Monat auf einer Teststrecke in vollem Umfang einer realen Leistungsbewertung unterzogen werden.
Wie wurden wir also erwarten, dass es sich mit dem Tesla Semi vergleicht? Ist Ammoniak fur diese Art von Schwertransport besser geeignet als Batterien? Das ist sehr schwer zu sagen; Amogy liefert zu diesem Zeitpunkt keine Leistungs- oder Reichweitenschatzungen.
Wir wissen, dass es hier Ineffizienzen geben wird, die fur batterieelektrische Fahrzeuge nicht gelten. Der Antriebsstrang von Amogy verfugt uber einen Ammoniak-Cracker, der das Ammoniak wieder in Wasserstoff umwandelt. Anschliessend leitet es diesen Wasserstoff durch eine Brennstoffzelle, um elektrische Energie zu erzeugen, und verwendet diese Energie, um Elektromotoren anzutreiben.
Wenn also Amogys ,,gesamt gespeicherte elektrische Nettoenergie“ von 900 kWh einfach bedeutet, dass genug Ammoniak an Bord ist, um theoretisch 900 kWh zu speichern, bedeutet das nicht, dass 900 kWh die Motoren erreichen. Es wird Verluste in den bordeigenen Ammoniak-Cracking-Reaktoren geben, weitere Verluste in Reinigungsstufen, die sicherstellen, dass der Wasserstoff fur die Verwendung in der Brennstoffzelle bereit ist, und weitere Verluste auf der Stufe der Brennstoffzelle.
Wir wissen nicht, welche Technologien Amogy verwendet, oder den Effizienzfaktor in einer dieser Phasen. Wir konnen aber versuchen zu erraten. Die Ammoniak Energy Association nennt eine Best-Case-Ammoniak-Crackeffizienz von 76 %, aber das ist wahrscheinlich im industriellen Massstab – wir wurden nicht erwarten, dass ein Crackreaktor, der auf einen Lastwagen oder einen Traktor passt, so effizient arbeitet. Wenn wir diese Zahl verwenden, werden jedoch rund 684 kWh Energie in Form von Wasserstoff in die Brennstoffzelle gelangen. Wenn wir eine High-End-Schatzung fur den Wirkungsgrad von PEM-Brennstoffzellen von 65 % nehmen, dann werden 444,6 kWh Energie zu den Motoren durchdringen. Das ist etwas weniger als die Halfte der ursprunglichen 900 kWh, also wird der Amogy-Truck in diesem optimistischen Szenario etwa halb so weit fahren wie der Tesla Semi.
Das klingt nicht toll. Aber auf der anderen Seite konnten Sie die Reichweite leicht erhohen, indem Sie irgendwo noch ein paar Ammoniaktanks anbringen – und das wird ein viel weniger schmerzhafter Prozess sein, als zu versuchen, die Reichweite eines Lithium-Batterie-betriebenen Sattelschleppers zu erhohen. Ausserdem ist dies eine Nachrustung; Wenn Sie einen neuen Lastwagen rund um das Ammoniak-Konzept entwerfen, konnen Sie alle moglichen Dinge tun.
Wir sind gespannt, wie sich diese Maschine verhalt. Wir haben jetzt schon eine Weile uber die weithin vorhergesagte Verknappung der Lithiumressourcen geredet, die voraussichtlich im nachsten Jahrzehnt eintreten wird; Es gibt bei weitem nicht genug Lithiumproduktion, um die prognostizierte Nachfrage zu befriedigen, wenn sich der Ubergang zu Elektrofahrzeugen beschleunigt – ganz zu schweigen von anderen batterierelevanten Metallen.
Ammoniak ist ein ineffizienter, aber hochverdichteter Energiespeicher. Es tragt weniger als die Halfte der Energie von Diesel, aber mehr als Lithium oder Wasserstoff, und es kann sauber produziert und verwendet werden. Es ist in Bezug auf Lagerung, Transport und Handhabung gut verstanden und bereits in grossen Mengen erhaltlich, wenn es Ihnen nichts ausmacht, zunachst mit schmutzigem Kraftstoff zu arbeiten. Und als leicht verfugbarer Flussigkraftstoff konnte er durchaus im Guterverkehr relevant sein.
Amogy schaut sich als nachstes die Marine an. Es sagt, dass es spater in diesem Jahr einen mit Ammoniak betriebenen Schlepper im 1-MW-Massstab vorfuhren wird, und es hofft, diesen bis 2025 auf uber 10 MW zu vergrossern, um einen Antriebsstrang zu produzieren, der fur Containerschiffe auf transozeanischen Reisen relevant ist. Es sind weitere mit Ammoniak betriebene Schifffahrtsprojekte in Arbeit; Das australische Bergbauunternehmen Fortescue zum Beispiel sagt, dass es irgendwann in diesem Jahr ein 75 Meter langes Schiff in Betrieb nehmen wird. Es wird jedoch erwartet, dass dies einen Antriebsstrang mit Ammoniakverbrennung anstelle eines elektrischen Systems verwendet, das durch eine Brennstoffzelle betrieben wird.
Schauen Sie sich unten ein hochst uninformatives Video des Amogy-Trucks an.
Amogy stellt den weltweit ersten Sattelschlepper mit Ammoniakantrieb vor
Quelle: Amogie
