Yara skal produsere hydrogen med solenergi

Vil gjøre gjødselproduksjonen grønnere.

Yara skal produsere hydrogen med solenergi
Yaras ammoniakkfabrikk i Pilbara, Australia. Årlig produksjon er 800.000 tonn NH3. Foto: Rob Stevens
Dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg. Abonnere for å få full tilgang til alt innhold.

I dag benyttes naturgass som råstoff til å produsere ammoniakk, som består av nitrogen og hydrogen (NH3).

 Ammoniakk er en av de viktigste byggesteinene i gjødselproduksjon.

Sammen med det franske energiselskapet Engie  vil Yara spalte sjøvann til hydrogen (H2) ved hjelp av solenergi.  

Dersom teknologien fungerer også i fullskala, vil det kunne redusere CO2-utslipp fra ammoniakkproduksjon betydelig.

Fra sol til hydrogen

I første omgang er det snakk om å bygge et pilotanlegg ved Yaras ammoniakkfabrikk Pilbara i Australia.

Et område på 200 hektar med solcellepanel vil produserer 100 MW fornybar kraft som skal drive elektrolysøren.

Planen er at hydrogen framstilt med solenergi skal produsere 10 prosent av det anlegget totalt lager hvert år, det vil si ca. 30.000 tonn. Det vil kutte CO2-utslippene med 50.000 tonn i året.

Med en årlig produksjon på  800.000 tonn står Pilbara-anlegget for ca. fem prosent av all "tradeable volumes" - det vil si ammoniakk som selges på markedet. Totalt produseres det 180 millioner tonn årlig på verdensbasis.

Tekniske oppgaver

Men det er et godt stykke fram i tid før teknologien er moden for fullskalainnføring.

Yara og Engie vil bygge et 100 MW solkraftanlegg ved siden av Pilbara-anlegge til Yara og produsere hydrogen fra sjøvann med elektrolyse. Foto: Yara

– Det er flere tekniske utfordringer som må løses først, sier Tove Andersen, produksjonsdirektør i Yara med ansvar for 28 fabrikker og rundt 9.000 ansatte.

Yara og Engie må først gjennomføre en mulighetsstudie for å få svar på de to viktigste spørsmålene: Er det teknisk gjennomførbart? Er det økonomisk forsvarlig?

De tekniske utfordringene dreier seg både om elektrolyse av sjøvann i stedet for ferskvann, og om hvordan produksjonsanlegget skal tilpasses en strømkilde som ikke produserer energi om natta.

Ammoniakk

  • Årlig produksjon globalt: Ca. 180 millioner tonn
  • Bruksområder: Ca. 80 prosent brukes til å lage fullgjødsel.
  • Øvrig bruk: Kjølemedier, plast, fibre, fargestoff og legemidler.
  • Så å si all ammoniakk lages fra fossile kilder, i hovedsak fra naturgass, og står bak ca. 1 prosent av de globale klimagassutslippene. I gjennomsnitt slippes det ut 2 tonn CO2 for hvert tonn NH3 som produseres. 
  • Det er en rekke tekniske muligheter for drastisk reduksjon av CO2 fra ammoniakkproduksjon. De to som er kommet nærmest industriell anvendelse, er CCS og elektrolyse. 
  • Ifølge Yara ville det ikke være mulig å brødfø mer enn 40 prosent av jordas befolkning uten kunstgjødsel.  

Saltvann

– Spalting av salt sjøvann er en teknikk som må løses. Produksjonsmessig må vi se på om strøm fra sola skal lagres slik at vi har jevn tilgang på energi, eller om vi kan gjøre prosessen i stand til å takle variasjoner i energitilførsel, sier Andersen.

Energiselskapet Engie har kunnskap om fornybar energi, og skal stå for utbygging av solcelleanlegget og valg av elektrolyseteknologi. I denne sammenhengen vil Engie bruke kommersielt tilgjengelig teknologi. Alkalisk elektrolyse vil trolig være mest aktuelt nå.

Framtidas fabrikk

Produksjonsdirektør Tove Andersen har også ansvar for Forsknings- og utviklingsavdelingen i Porsgrunn med totalt 107, derav 50 som jobber med framtidas produksjonsteknologier,  «Plant of the future»-prosjekter.

Yara har ambisjoner om å få ned sine CO2-utslipp vesentlig. Da er ammoniakkframstilling ett av angrepspunktene.

 «Plant of the future» ser på både utslippsfri hydrogenproduksjon, prosessoptimalisering og energieffektivisering.

Rundt 10 av medarbeiderne er i gang med forskning på bruk av fornybarframstilling av hydrogen, som Pilbara-prosjektet er en del av.

– Vi har en rekke forsknings- og utviklingsprosjekter rettet mot å avkarbonisere vår produksjon. Pilbara-prosjektet har vi stor tro på. Lykkes vi der, både teknisk og økonomisk,  kan det implementeres andre steder også, sier Andersen til TU.

Fjerne kilden 

Yara i Porsgrunn var ett av tre aktuelle anlegg til å teste ut karbonfangst og lagring (CCS). Regjeringen ønsket ikke å støtte alle tre, og Yaras prosjekt nådde ikke opp.

Det tar Andersen med stor ro.

Produksjonsdirektør Tove Andersen ute på ett av de 28 fabrikkanleggene til Yara som hun har ansvar for. Foto: ANDY HAMILTON

– Vi har fortsatt tro på at CCS er en teknologi som kan brukes og er nødvendig i det store klimaregnskapet. Men vi vil i første omgang prøve å hindre CO2 i å dannes i våre prosesser. Det kan vi gjøre mest effektivt ved å framstille hydrogen uten CO2-utslipp, sier Andersen.

Vannkraft for dyr

Paradoksalt – og nesten ironisk - drev Hydro i mange år CO2-fri hydrogenproduksjon ved gjødselfabrikken i Glomfjord. Fra 1948 til 1993 ble vannkraft brukt til elektrolyse av rent vann.

Elleve år etter, i 2004, ble Hydros gjødselproduksjonen skilt ut i Yara.

– Strømprisene ble så høye at det ikke var lønnsomt lengre. Det er to-tre ganger så dyrt, sier Andersen.

Glomfjord-fabrikken får i stedet ammoniakk levert sjøveien fra Sluiskil i Nederland eller Porsgrunn.

Flere hester

Myndighetene i Australia støtter fullt opp om prosjektet i håp om å bidra til en grønn omstilling av gjødselproduksjonen både lokalt og internasjonalt.

Men Yara spiller på flere hester, og får støtte fra ulike kilder - ikke minst norske myndigheter og ordninger til forskning og utvikling. I Norge er det også tett samarbeid med forskningsinstitusjoner og selskaper.

– Målet til Yara er å avkarbonisere produksjonen. Vi snur alle steiner for å bli grønnere, sier Andersen.