لماذا قد لا تكون الأمونيا الخضراء بهذا اللون الأخضر

كانت الأمونيا في الأخبار بسبب ملاءمتها كناقل للهيدروجين ووقودًا ، بالإضافة إلى كونها مكونًا حيويًا في الأسمدة. شبكات التوزيع الحالية وسهولة تحويل غاز الأمونيا إلى سائل يجعل الأمونيا وسيلة فعالة من حيث التكلفة لنقل الطاقة المتجددة. بالنسبة لحجم معين ، الأمونيا – جزيء مكون من ثلاث ذرات هيدروجين وذرة نيتروجين واحدة – يحمل حوالي 50٪ من ذرات الهيدروجين أكثر من الهيدروجين نفسه.

بما أن الأمونيا تحتوي فقط على الهيدروجين والنيتروجين ، فإنها لا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون عند استخدامها. إذا تم تصنيعه باستخدام الهيدروجين الأخضر (المنتج بالطاقة المتجددة) ، فإن إنتاجه أيضًا لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون. لذلك ، يمكن أن تساعد الأمونيا الخضراء في تحقيق عالم خالٍ من الصفر ، لا سيما كوقود للنقل لمسافات طويلة والصناعات الثقيلة.

أستراليا في وضع جيد لتطوير صناعة رئيسية لتصدير الهيدروجين المتجدد ، من المحتمل أن تستخدم الأمونيا الخضراء. تشمل المشاريع المقترحة كيب هاردي ، كولينزفيل ، المركز الأسترالي للطاقة المتجددة ، HyNQ ، H2Tas وجيبسون آيلاند.

لسوء الحظ ، لمجرد أن الأمونيا لا تحتوي على الكربون ، فهذا لا يجعلها مفيدة للبيئة. إنه مصدر للتلوث بالنيتروجين ، وله العديد من الآثار البيئية الضارة. على الرغم من الميزة الطبيعية لأستراليا في إنتاج الأمونيا الخضراء ، إلا أنه من المفارقات أن لدينا أكبر بصمة نيتروجين للفرد في العالم.

نادرًا ما يقوم مؤيدو الأمونيا الخضراء بتقييم استدامتها البيئية بشكل نقدي بما يتجاوز صافي المطالبات الصفرية.

اقرأ المزيد: يمكن للأمونيا الخضراء أن تخفض الانبعاثات الناتجة عن الزراعة – وتقلل من قدرة السفن في المستقبل

تجاوز حدود الكواكب

يحدد مركز ستوكهولم للصمود تسع عمليات تنظم الأرض لدعم الحياة كما نعرفها. تم تحديد حدود “مساحة التشغيل الآمنة” لكل عملية.

ربما لن تتفاجأ بمعرفة أن تغير المناخ هو أحد الحدود التي تجاوزناها. قد يغفر لك التفكير في أنه كان أكبر تأثير لنا على الكوكب. لكن هذا “الشرف” يذهب إلى التدفقات البيوجيوكيميائية للمغذيات ، في الغالب نتيجة للأسمدة النيتروجينية.

لماذا؟ حسنًا ، يعود الأمر إلى الأمونيا.

اقرأ المزيد: لقد سمعت عن البصمة الكربونية – حان الوقت الآن لاتخاذ خطوات لخفض بصمتك من النيتروجين

عدم توازن دورة النيتروجين

يشكل النيتروجين 78٪ من غلافنا الجوي كغاز ثنائي النيتروجين (N₂). ومع ذلك ، في هذا الشكل لا يمكن الوصول إليها من قبل الكائنات الحية.

لدعم الحياة ، يجب تحويل النيتروجين إلى أشكال تفاعلية مثل الأمونيا. بمجرد وصولها إلى النظم البيئية ، تخضع الأمونيا لسلسلة من التحولات الكيميائية. في النهاية تنقسم مرة أخرى إلى N₂ ، ويمكن أن تبدأ الدورة مرة أخرى.

لملايين السنين ، كانت العمليات في كل خطوة من الدورة متوازنة. ومع ذلك ، فقد أدى إنتاج الأسمدة الصناعية في القرن العشرين إلى حدوث خلل في هذه الدورة.

على الجانب الإيجابي ، كانت الأمونيا مادة كيميائية معجزة لزراعة الغذاء. يتم تغذية ما يقدر بنحو 3.5 مليار شخص بفضل الأسمدة الكيماوية. هذا يعني أن ما يقرب من نصف سكان العالم سيعانون من الجوع لولا الأمونيا الاصطناعية.

الجانب السلبي هو أن الكثير من النيتروجين التفاعلي ينتهي به المطاف في البيئة – أكثر من ضعف حدود الكواكب الموصى بها.

في حالة النيتروجين الزائد ، فإن عبور حدود الكوكب كان له بالفعل عواقب وخيمة. وقد أدى ذلك إلى تدهور النظم البيئية والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي والأمطار الحمضية والمشاكل الصحية مثل أمراض الجهاز التنفسي والسرطان وتكاثر الطحالب التي أدت إلى نفوق الأسماك مثل آخر مرة في بحيرات مينيندي وتدمير الحاجز المرجاني العظيم وغازات الدفيئة أكثر من ذلك بكثير أقوى من ثاني أكسيد الكربون.

قد يؤدي إنتاج أمونيا إضافية كناقل للطاقة المتجددة إلى تفاقم هذه المشاكل.

اقرأ المزيد: التلوث بالنيتروجين: العنصر المنسي لتغير المناخ

مشكلة تسرب

يقدر البعض أن سلاسل توريد الأمونيا تتسرب إلى البيئة بمعدلات تصل إلى 6٪. ومع ذلك ، فإن البحث محدود. قد توفر سلاسل إمداد الغاز الطبيعي المفهومة على نطاق واسع رقمًا تقريبيًا يبلغ حوالي 2.6 ٪.

قد يؤدي استبدال الوقود الأحفوري بالأمونيا لشاحنات المسافات الطويلة والشحن إلى تقليل البصمة الكربونية للنقل (والتي تمثل 37٪ من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون). ومع ذلك ، إذا تسرب 2.6 ٪ من الأمونيا من سلسلة التوريد ، فإننا نقدر أن هذا يمكن أن يضاعف ثلاثة أضعاف تدفق النيتروجين التفاعلي ، مما يزيد من تجاوز حدود الكوكب. بمعدل تسرب 6٪ ، يمكن أن يكون أربع مرات.

اقرأ المزيد: يتعرض الشحن العالمي لضغوط لوقف استخدام زيت الوقود الثقيل بسرعة – هذا ليس بالأمر السهل ، لكن التغييرات قادمة

نعلم جميعًا كيف غيّر تغير المناخ عالمنا – وهذا هو 1.2 مرة “فقط” من حدود كوكب الكربون. يمكن أن يكون لاستخدام الأمونيا الخضراء كناقل للطاقة المتجددة تأثير أكبر على حدود كوكب النيتروجين.

مكمل للأمونيا

يمكن تصنيع ناقل آخر للطاقة المتجددة من الهيدروجين الأخضر: الميثانول. إنه جزيء من أربع ذرات هيدروجين وذرات كربون وأكسجين مفردة.

مثل الأمونيا ، يمكن استخدام الميثانول كوقود. يمكن أن تحل محل المواد الأولية البتروكيماوية المستخدمة في العمليات الصناعية والتصنيع. يُظهر بحثنا أن الميثانول يمكن أيضًا أن يمكّن التكنولوجيا الحيوية من الاندماج بشكل أفضل مع العمليات الصناعية.

والأهم من ذلك ، أن الميثانول لا يؤثر على دورة النيتروجين. طالما أنه مصنوع باستخدام مصدر متجدد للكربون ، مثل ثاني أكسيد الكربون من التقاط الهواء المباشر ، فهناك تأثير صفري صاف على البيئة. تظهر توقعات وكالة الطاقة الدولية أن الولايات المتحدة لديها تركيز أكبر على الميثانول الأخضر ، بينما تركز أستراليا وأوروبا بشكل أكبر على الأمونيا الخضراء.

تعني الاستدامة البيئية أكثر من صافي الصفر. في حالة الأمونيا الخضراء ، هناك حاجة إلى التفكير الشامل حتى لا نحل مشكلة واحدة فقط لجعل أخرى أسوأ.