Производство аммиака становится экологичным: подход с использованием биометана предлагает нулевые выбросы

Использование биометана для производства аммиака, ключевого химиката в сельском хозяйстве, может радикально снизить климатическое воздействие этого процесса. В исследовании, опубликованном в One Earth, учёный Роберт Истрате показывает, что производство аммиака может стать даже с нулевыми выбросами или углеродно-отрицательным.

Аммиак является основой синтетических удобрений, используемых в мировом сельском хозяйстве. Однако его производство имеет существенный углеродный след, поскольку водород для него обычно получают из природного газа, в результате чего в атмосферу выделяется много углерода.

Биометан имеет ту же химическую структуру, что и природный газ

Истрате предложил альтернативу. Биометан имеет ту же химическую структуру, что и природный газ (CH₄), что позволяет использовать существующие производственные мощности. Ключевое отличие в том, что биометан получают из биомассы (пищевых отходов, сельскохозяйственных остатков). Выделяемый при его использовании углерод был недавно поглощён растениями в процессе фотосинтеза, что создаёт баланс.

Улавливание углерода и его постоянное хранение

«Это уже преимущество перед природным газом, — говорит Истрате. — Но если вместо выброса этого углерода уловить и навсегда захоронить его, можно говорить о нулевых или даже отрицательных выбросах». Производство аммиака могло бы активно удалять CO₂ из атмосферы. Улавливание углерода не требует больших дополнительных усилий, так как отделение CO₂ уже является частью процессов производства биометана и аммиака.

Исследователь сравнил полный жизненный цикл обычных методов производства аммиака, электролиза и производства на основе биометана. Он обнаружил, что при полном использовании биометана в сочетании с технологией улавливания и хранения углерода (CCS) процесс действительно может стать углеродно-отрицательным.

Что насчёт «более реалистичного» сценария?

Учёный также изучил сценарий смешивания природного газа с биометаном. Он пришёл к выводу, что для достижения углеродной нейтральности в среднем необходимо смешивать 44% биометана с 56% природного газа, одновременно улавливая выделяемый углерод.

Согласно исследованию, биометан может быть экономически конкурентоспособным, особенно с учётом высоких цен на газ и дороговизны альтернатив, таких как прямое улавливание CO₂ из воздуха (DACCS). «Не нужны сложные технологии вроде DACCS. Часто существуют более простые решения, которые могут оказать немедленный эффект», — отмечает Истрате.