De productie van ammoniak behoort tot de belangrijkste industriële processen ter wereld. Zonder stikstofmeststoffen zou de huidige voedselproductie onmogelijk zijn. Tegelijkertijd is de productie verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het mondiale aardgasverbruik en de CO₂-uitstoot. Een nieuw onderzoeksprogramma onder leiding van de Universiteit Twente moet daar verandering in brengen.
Het project richt zich onder meer op:
- flexibele productieroutes voor groene ammoniak;
- opslag en transport van energie via ammoniak als energiedrager;
- verlaging van emissies binnen de bestaande Haber-Bosch-keten;
- terugwinning van stikstof uit verdunde afvalwaterstromen;
- ontwikkeling van duurzame syntheseroutes voor stikstofhoudende moleculen.
Binnen het Nationaal Groeifondsprogramma GroenvermogenNL gaat het consortium HyNITROGEN de komende jaren werken aan nieuwe technologieën voor de productie van groene ammoniak en andere stikstofhoudende chemicaliën. Voor het programma is €20,3 miljoen beschikbaar gesteld door NWO, aangevuld met €6 miljoen cofinanciering vanuit de industrie.
Het consortium bestaat uit meer dan veertig bedrijven, universiteiten en kennisinstituten, waaronder TNO, Wageningen University & Research, TU Delft, TU Eindhoven, Port of Rotterdam, Nobian, Nouryon en Nijhuis Water Technology.
Van aardgas naar groene elektronen
Ammoniak wordt vandaag vrijwel volledig geproduceerd via het meer dan honderd jaar oude Haber-Bosch-proces. Daarbij reageert stikstof uit de lucht met waterstof afkomstig uit aardgas onder hoge temperatuur en druk. Hoewel het proces uiterst efficiënt is geworden, blijft het sterk afhankelijk van fossiele energie.
Volgens projectcoördinator Jimmy Faria Albanese van de Universiteit Twente ligt daar een grote uitdaging. “Stikstofmeststoffen voeden bijna de helft van de wereldbevolking, maar de productie ervan verbruikt enorme hoeveelheden aardgas. Met HyNITROGEN willen we nieuwe routes ontwikkelen richting schaalbare groene ammoniakproductie en hergebruik van stikstofstromen.”
De onderzoekers richten zich op alternatieve productiemethoden die gebruikmaken van groene waterstof en hernieuwbare elektriciteit. Daarbij wordt gewerkt aan nieuwe katalysatoren, elektrokatalytische processen en plasmatechnologieën die ammoniak kunnen produceren zonder afhankelijkheid van fossiele grondstoffen.
Stikstof terugwinnen uit afvalwater
Naast de productie van groene ammoniak richt het consortium zich op het terugwinnen van stikstof uit afvalwater. Daarmee wordt een milieuprobleem omgezet in een waardevolle grondstof voor landbouw en industrie.
Door stikstofverbindingen uit reststromen terug te winnen, ontstaat een circulaire benadering waarbij minder nieuwe grondstoffen nodig zijn en tegelijkertijd de belasting van waterzuiveringssystemen afneemt.
Strategische positie voor Nederland
De ontwikkeling van groene stikstofchemie sluit aan bij de ambitie om de Nederlandse chemische industrie toekomstbestendig te maken. Nederland beschikt al over een sterke positie in zowel chemie als watertechnologie en kan volgens de initiatiefnemers een belangrijke rol spelen in de opbouw van een duurzame Europese waardeketen voor ammoniak en stikstofproducten.
Daarnaast moet het project bijdragen aan de opleiding van een nieuwe generatie onderzoekers en ingenieurs die de energietransitie vormgeven. Studenten en promovendi van universiteiten en hogescholen door heel Nederland worden betrokken bij de ontwikkeling van de nieuwe technologieën.
Met HyNITROGEN krijgt Nederland niet alleen een onderzoeksprogramma voor duurzame ammoniakproductie, maar ook een strategisch platform waarin industrie en kennisinstellingen gezamenlijk werken aan de volgende generatie chemische processen. Juist nu energiezekerheid, grondstoffenonafhankelijkheid en verduurzaming hoog op de agenda staan, kan groene stikstofchemie uitgroeien tot een belangrijke bouwsteen van de toekomstige industrie.
