Grønn ammoniakk — Yaras revolusjon for landbruk og shipping

Ammoniakk — industrikjemiens viktigste produkt

Ammoniakk (NH₃) er en av verdens mest produserte industrikjemikalier. Verdens produsenter laget rundt 150 millioner tonn i 2024, målt i nitrogeninnhold, ifølge USGS' mineralstatistikk. Størstedelen av produksjonen brukes som råstoff for nitrogengjødsel. Men ammoniakk er også et svært forurensende produkt å fremstille.

I dag produseres nesten all ammoniakk via Haber-Bosch-prosessen. Litt over 70 prosent av hydrogenet som går inn i prosessen kommer fra reformering av naturgass (metan), og mesteparten av resten fra forgassing av kull, ifølge IEAs Ammonia Technology Roadmap. Dette gir direkte utslipp på rundt 450 millioner tonn CO2 i året globalt — omtrent like mye som hele Sør-Afrikas energisystem slipper ut — og tilsvarer om lag 2 prosent av verdens totale sluttforbruk av energi, ifølge samme rapport. Grønn ammoniakk, produsert med hydrogen fra elektrolyse og fornybar energi, kan kutte disse utslippene til nær null.

Produksjonsprosessen — fra elektrolyse til ammoniakk

Grønn ammoniakk produseres i tre trinn: Først elektrolyse av vann til hydrogen (H₂) og oksygen ved hjelp av fornybar elektrisitet. Deretter luftseparasjon for å isolere nitrogen (N₂) fra atmosfæren. Til slutt kombineres grønt hydrogen og nitrogen i Haber-Bosch-syntesen under høyt trykk (150–300 atm) og temperatur (350–600 grader) med jernkatalysatorer, ifølge Store norske leksikons oppslag om Haber-Bosch-metoden.

Prosessen er godt kjent — det er ikke teknologisk nytt. Det nye er energikilden: i stedet for fossil gass til reformering brukes fornybar elektrisitet til elektrolyse. Utfordringen er kostnaden: elektrolyse er foreløpig langt dyrere enn gassreformering, og krever store mengder billig fornybar elektrisitet for å bli konkurransedyktig.

• Elektrolyse: Vann spaltes til H₂ og O₂ via strøm fra sol/vind/vann
• Luftseparasjon: N₂ isoleres fra luft i kryogenisk kolonne
• Haber-Bosch-syntese: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ ved høyt trykk og temperatur
• Kjøling og lagring: Ammoniakk kondenseres og lagres flytende ved -33 °C, ifølge Store norske leksikons oppslag om ammoniakk
• Distribusjon: Via tankskip, rørledning eller direkte til fabrikk

Yaras Porsgrunn-prosjekt

Yara har i flere år arbeidet med å gjøre ammoniakkproduksjonen ved Herøya i Porsgrunn grønnere. I 2021 inngikk Yara en intensjonsavtale med Aker Horizons og Statkraft om prosjektet HEGRA, en plan om å elektrifisere hele ammoniakkfabrikken, ifølge Yara. Aker og Statkraft trakk seg fra samarbeidet i 2022 av kommersielle og strategiske grunner, og Yara fortsatte alene, ifølge Renewables Now.

Det konkrete resultatet så langt er et 24 MW elektrolyseanlegg for fornybar hydrogen ved Herøya, finansiert med et Enova-tilskudd på 283,25 millioner kroner og åpnet av statsminister Jonas Gahr Støre 10. juni 2024. Anlegget er et av Europas største i sitt slag. Det produserer nok hydrogen til å lage 20 500 tonn ammoniakk i året, som blir til mellom 60 000 og 80 000 tonn fossilfri mineralgjødsel, og kutter rundt 41 000 tonn CO2 i året ved fabrikken, ifølge Yara.

Porsgrunn er et egnet sted for slik produksjon: Eksisterende produksjonsinfrastruktur kan gjenbrukes, det er nærhet til dypvannskai for eksport, kompetent arbeidskraft er tilgjengelig, og norsk vannkraft er en av de reneste energikildene i Europa.

Kostnader og konkurransedyktighet

Grønn ammoniakk er foreløpig vesentlig dyrere enn konvensjonell, fossilbasert ammoniakk. Ifølge IRENAs analyse av grønn ammoniakk kostet produksjon av grønn ammoniakk ved nye anlegg 720–1400 dollar per tonn, mot 110–340 dollar per tonn for konvensjonell, naturgass- eller kullbasert ammoniakk. IRENA venter at kostnaden for grønn ammoniakk kan falle til 310–610 dollar per tonn innen 2050, etter hvert som elektrolysører og fornybar kraft blir billigere.

Grønn ammoniakk som skipsdrivstoff

I tillegg til gjødsel ser shipping-industrien på ammoniakk som et mulig nullutslipps-drivstoff for langtidsseilas. MAN Energy Solutions har utviklet totaktsmotoren ME-LGIA for ammoniakk, som i januar 2025 kjørte på full last (100 prosent) for første gang ved selskapets testsenter i København, ifølge MAN Energy Solutions. Wärtsilä lanserte i november 2023 en firetaktsmotor for ammoniakk, som ifølge selskapet kan kutte klimagassutslipp med over 70 prosent sammenlignet med en tilsvarende dieselløsning, ifølge Wärtsilä.

DNV lanserte i 2021 klassenotasjonen for gassdrevne ammoniakkskip, som stiller krav til drivstoffsystem, bunkringstilkobling og sikkerhet om bord, ifølge DNV. Kongsberg Maritime har utviklet skipsdesign for ankerhåndteringsfartøy og forsyningsskip som kan bruke ammoniakk som drivstoff, og har fått prinsippgodkjenning fra DNV for slike design, ifølge Offshore Energy. Grieg Maritime Group har bestilt fire «ammoniakk-klare» bulkskip med MAN B&W-motor og plass til ammoniakktanker på dekk, med levering fra våren 2026, ifølge Riviera Maritime Media.

Ammoniakk har den fordelen at den allerede er en global handelsvare med eksisterende infrastruktur for frakt, lagring og distribusjon. Det betyr at overgangen til ammoniakk-drivstoff i skip kan være lettere å implementere enn for flytende hydrogen, som krever helt ny infrastruktur overalt.

Veien til grønn ammoniakk i stor skala

Skal grønn ammoniakk ta av, må elektrolysørprisene videre ned og mer fornybar kraft bygges ut. Kombinert med økte CO2-priser i EU og norsk karbonavgift, kan grønn ammoniakk over tid nærme seg et mer konkurransedyktig kostnadsnivå — men IRENA venter fortsatt en vesentlig prisforskjell til fossil ammoniakk selv i 2050, ifølge IRENA.

Yara kontrollerer distribusjon, markedskanaler og kjøpere globalt. Lykkes selskapet i å dekarbonisere mer av produksjonen sin, kan det tilby et produkt med lavere klimaavtrykk til bønder og rederier som er villige til å betale mer for det.