Amonyak, çağdaş tarımın ve global besin güvenliğinin temel taşlarından biri olmasına karşın uzun yıllardır birebir prosedürle üretiliyor. Yaklaşık bir asırdır kullanılan Haber-Bosch süreci verimli olsa da yüksek maliyeti ve çevresel tesirleri nedeniyle giderek daha fazla eleştiriliyor. ABD merkezli teşebbüs Ammobia ise bu esaslı teknolojiyi adeta yine icat ederek aksilikleri gidermeyi hedefliyor.

Hidrojene de alternatif olabilir

Şirketin paylaştığı bilgilere nazaran Ammobia, Haber-Bosch sürecinde yaptığı teknik iyileştirmeler sayesinde amonyak üretim maliyetini yüzde 40’a kadar azaltabilecek bir formül geliştirdi. Haber-Bosch süreci, atmosferdeki azot ile hidrojenin yüksek sıcaklık ve basınç altında amonyak üretmek için kimyasal olarak birleştirildiği usul. Şirket, teknolojinin daha büyük ölçekte çalışabileceğini göstermek için 7,5 milyon dolarlık tohum yatırım cinsini da tamamladı.

Amonyak, sadece gübre üretimiyle hudutlu kalmayıp gelecekte güç dönüşümünde de kritik bir rol oynayabilir. Bilhassa Japonya ve Güney Kore, sanayi ve ulaşım alanlarında amonyağa dayalı yol haritaları geliştirmiş durumda. Hidrojenle kıyaslandığında amonyağın daha yüksek güç yoğunluğuna sahip olduğu biliniyor. Buna taşıma ve depolamanın çok daha kolay olması eklenince avantajlar büyüyor.

Mevcut süreç epey kirli

Bugün kullanılan Haber-Bosch süreci, global ölçekte önemli bir çevresel yük oluşturuyor. Amonyak üretimi, global sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde 2’sinden sorumlu. Süreçte, bir azot molekülünün üç hidrojen molekülüyle tepkiye girmesi için demir bazlı katalizörler yaklaşık 500°C sıcaklık ve 200 bar civarında yüksek basınç gerekiyor. Bu şartların sağlanması ise çoğunlukla fosil yakıtların yakılmasıyla mümkün oluyor.

Üstelik sadece güç değil, ham unsur tarafında da fosil yakıtlara bağımlılık kelam konusu. Azot atmosferden kolay kolay elde edilebilse de hidrojenin büyük kısmı doğal gazdaki metan moleküllerinin buharla parçalanmasıyla üretiliyor.

Yeni teknik neler sunuyor?

Ammobia’nın geliştirdiği süreç ise bu noktada değerli bir fark yaratıyor. Şirketin açıklamasına nazaran yeni sistem, yaklaşık 150°C daha düşük sıcaklıkta ve 10 kat daha düşük basınçta çalışabiliyor. Bu sayede, fosil yakıtlar büsbütün devreden çıkarılmasa bile daha düşük emisyonla amonyak üretimi mümkün hale geliyor.

Aynı vakitte bu teknik yaklaşım tesis heyetim maliyetlerini de aşağı çekiyor. Yüksek sıcaklık ve basınç ihtiyacı ortadan kalktığı için daha ucuz pompalar ve ekipmanlar kullanılabiliyor.

Bugüne kadar amonyak üreticilerinin maliyet düşürmek için sahip olduğu seçenekler hayli sonluydu. Birden fazla üretici ya daha ucuz bir güç kaynağı ya da daha ucuz hidrojen bulmaya odaklanıyordu.

Ammobia ise mevcut kaynakları değiştirmeyi mecburî kılmayan, her türlü hidrojen ve ısı kaynağıyla çalışabilen bir süreç sunduğunu vurguluyor. Düşük basınçta çalışabilme özelliği ise yenilenebilir güç açısından yeni fırsatlar yaratıyor. Üretimin kolay kolay artırılıp azaltılabilmesi, yenilenebilir kaynaklardan gelen fazla elektriğin hidrojen ve münasebetiyle amonyak üretiminde kıymetlendirilmesine imkan tanıyor.

Ammobia’nın bir öteki dikkat cazibeli farkı ise tesis ölçekleri. Günümüzde klasik amonyak tesisleri günde 1.000 ila 3.000 ton üretim kapasitesine sahip. Ammobia’nın ticari ölçekteki tek bir ünitesi ise günde yaklaşık 250 ton amonyak üretecek halde tasarlanıyor. Daha yüksek kapasiteye muhtaçlık duyan müşteriler, birden fazla modülü yan yana kurarak ölçek büyütebiliyor.

Şirket, Haber-Bosch sürecini tam olarak nasıl optimize ettiğine dair detayları paylaşmıyor. Lakin Ammobia’nın reaktör içinde oluşan amonyağı anında ortamdan uzaklaştıran bir sorbent kullanan bir sistem için patent başvurusu yaptığı biliniyor. Bu yaklaşım, katalizör yüzeyinde yeni tepkilere alan açarak verimliliği artırabiliyor.

Ammobia, yaklaşık bir yıldır küçük ölçekli bir üniteyi etkin olarak işletiyor. Yeni yatırımla birlikte ticari sistemin tüm özelliklerini barındıran fakat günde 10 ton üretim kapasiteli bir pilot tesis kurmayı planlıyor. Bu tesis ile teknolojinin gerçek dünyada ölçülebilir bir formda sınanıp kanıtlanması bekleniyor.