Een student reikte hem jaren geleden het idee aan, zegt Peter de Vos, universitair hoofddocent maritieme techniek aan de TU Delft. „Als je een motor op waterstof kan laten draaien, waarom dan niet op een waterstofdrager als ammoniak?” Waterstof (H2) bestaat uit twee waterstofatomen; ammoniak (NH3) uit een stikstofatoom en drie waterstofatomen. Verbranding geeft stikstof (N2) en water (H2O). En geen broeikasgassen. „Ik zei: ja, dat kan, maar je weet toch dat ammoniak hartstikke giftig is?”
Als alles goed gaat, komt deze maandag niettemin de eerste Nederlandse ammoniakmotor tot leven in een luchtdichte testcel achter dik glas bij TNO Powertrains in Helmond. Daar worden motoren en ‘aandrijflijnen’ voor allerlei toepassingen en brandstoffen – van lpg, benzines en diesel tot methanol en waterstof – onderzocht en gecertificeerd. „De belangrijkste machine hier is de koffiemachine”, zeggen ze er tegen bezoekers.
De onderzoeksmotor voor ammoniak heeft één cilinder, hangt vol slangen en sensoren, en is omgeven door rekken met knipperende elektronica, als een patiënt op de IC. Want alleen op papier is de chemische reactie eenvoudig.
Ammoniak brandt relatief traag, waardoor een pilot fuel, een ontstekingsvloeistof, nodig is om de reactie te starten en aan de gang te houden. Alleen de praktijk kan uitwijzen hoe je nare stikstofverbindingen (NOx) en onverbrande NH3 voorkomt. Onduidelijk is ook hoe zo’n motor zich gedraagt onder verschillende belastingen.
„Dat het eindelijk zover is, geeft al een enorme voldoening”, zegt De Vos. „Maar het blijft wetenschap en je moet er rekening mee houden dat de experimenten tegenvallen. En natuurlijk hoop ik te bevestigen dat ons idee levensvatbaar is.”
Denk bij ‘levensvatbaar’ trouwens niet aan een extra slang aan de pomp. „De kans daarop is nul”, zegt hij. Ammoniak geldt vooralsnog alleen als veelbelovend alternatief voor de zware stookolie in de internationale zeevaart, een grote bron van broeikasgas. Ammoniak is in theorie emissievrij, heeft een hogere ‘energiedichtheid’ dan waterstof, wordt makkelijker vloeibaar en is beter te vervoeren. Productie en transport zijn al wijdverspreid; het is de basis van de kunstmestindustrie.
China en Japan, net als Europa een netto importeur van energie, zijn er ver mee. Het Finse Wärtsilä bouwt al scheepsmotoren die zowel op ammoniak als op gasolie (diesel) kunnen draaien en in de ‘ammoniakstand’ tot 90 procent minder uitstoten.
Het AmmoniaDrive-project van TU Delft kiest een ander proces: het ‘kraakt’ ammoniak in een brandstofcel tot waterstof, die vervolgens samen met ammoniak en lucht in de onderzoeksmotor worden gespoten. Het moet een betere, snellere ontbranding en een hoger rendement opleveren dan de laatste ammoniak-dieselmotoren.
Zelfs een korte blootstelling aan ammoniak kan dodelijk zijn en voor dit experiment zijn de veiligheidseisen streng. Er is steeds maar weinig brandstof aanwezig. Het opendraaien en sluiten van de ammoniakcilinder moet door je arm in een lange rubberen handschoen te steken die luguber in de luchtdichte glazen kast met de cilinder hangt. Snuffelsensoren en veiligheidskleppen bewaken de brandstofstroom. Maar bij een lek bestaat de kans dat er ontruimd moet worden.
Deze onderzoeksmotor produceert voorlopig alleen data. Verdere ontwikkeling gaat nog wel een decennium duren, denkt De Vos. Niet erg, ook al omdat al die groene stroom om ammoniak klimaatneutraal te produceren er nog helemaal niet is. „Maar tegen die tijd hopen we wel dat ons idee het beste zal blijken”, zegt hij.
Hans Steketee doet elke maandag ergens vanuit Nederland verslag
Economieredacteuren nemen je mee in de discussies die zij op de redactie voeren over actuele ontwikkelingen
Source: NRC