Araştırmalar, gübre için sentetik amonyak üretmeye yönelik sürdürülebilir yöntemlerin, mevcut fosil yakıt bazlı yöntemle maliyet açısından karşılaştırıldığında çok daha uygun fiyatlı olduğunu gösterdi.

Washington Eyalet Üniversitesinde yapılan bir araştırmaya göre gübre için sentetik amonyak üretmeye yönelik sürdürülebilir yöntemler, mevcut fosil yakıt bazlı yöntemle maliyet açısından rekabet edebilir. Bulgular, bu yöntemlerin karbon emisyonlarını azaltabilen ve gıda üretimi için kritik öneme sahip bir endüstride pazar istikrarını artırmaya yardımcı olabilecek makul ticari seçenekler olduğunu gösteriyor.

Journal of Renewable and Sustainable Energy’de yayımlanan bir çalışmada, Voiland College of Engineering and Architecture’daki araştırmacılar, buhar veya su elektrolizi kullanılarak sürdürülebilir bir şekilde üretilen amonyağın maliyetinin, şu anda kullanılan doğal gaz kullanan amonyak üretme yöntemiyle karşılaştırılabilir olduğunu buldular. Çalışma, sürdürülebilir gübre üretiminin, özellikle küçük ölçekli işlemler için ekonomik olarak cazip olabileceğini gösteriyor.

Sentetik amonyak, dünyanın artan nüfusunu beslemek için kritik öneme sahip. Her yıl yaklaşık 180 milyon ton suni gübre, dünyadaki gıdanın yaklaşık %40’ını sağlıyor ve bunun tamamı fosil yakıtlardan yapılıyor. Amonyak üretmek, küresel fosil yakıt bazlı karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %2-3’ünü atmosfere salıyor.

Gene ve Linda Voiland Kimya Mühendisliği ve Biyomühendislik Okulunda profesör olan Peter Pfromm, konu ile ilgili olarak şu açıklamalarda bulundu: “Bu yeri doldurulamaz bir ürün ve muhtemelen 20. yüzyılın en önemli başarısı. Şu anda hepimiz, büyük ölçüde fosil yakıt temelli yaşam formlarıyız ve bu gerçekten sürdürülebilir değil.”

Şu sıralar kullanılan ve Haber-Bosch süreci olarak adlandırılan fosil yakıt süreci, oldukça eskiye dayanmakta. Süreç, doğal gaz veya kömür kullanımını gerektirdiğinden, gübre ihtiyacı olan çiftçiler tamamen bu piyasalardaki dalgalanmalara bağımlı. Pfromm, çiftçilerin yaşamış oldukları sıkıntılara değinerek sözlerini şu şekilde sürdürdü: “Tarıma yapabileceğiniz en kötü şeylerden biri öngörülemezlik. Gübre üretimi, yerel denetime tutulsaydı çiftçiler; operasyonlarının risklerini azaltarak, öngörülebilir, makul bir fiyata gübreye sahip olmaktan dolayı çok mutlu olurlardı.”

Araştırmacılar, yaptıkları çalışmada doğal gazdan geleneksel hidrojen üretimine dayanan Haber-Bosch işleminin enerji maliyetini iki tür elektrolizle karşılaştırdılar. Elektroliz, suyu amonyak üretiminin enerji yoğun kısmı olan hidrojene ve oksijene ayırmak için rüzgâr veya güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektriği kullanabilir. Gelişmekte olan bir teknoloji olan katı oksit elektrolizinde (SOE), çok sıcak buhar, oksijen ve hidrojene ayrıldığı bir zar ile temas ettirilir. Oksijen, zardan seçici olarak uzaklaştırılır ve amonyak sentezi için geride saf hidrojen kalır. Hidrojen üretimine ek olarak, SOE teknolojisi aynı anda oksijeni havadan ayırabilir, geride amonyak sentezi için gerekli olan nitrojeni bırakır ve basitleştirilmiş, yenilenebilir bir amonyak üretim sürecine izin verir. WSU araştırmacıları, fosil yakıt bazlı teknoloji, KİT ve su bazlı elektroliz için ton amonyak başına 153 ila 197 dolar arasında değişen karşılaştırılabilir enerji maliyetleri buldular.

Maliyete ek olarak, yenilenebilir bazlı elektrolizin basit süreci ve modülerliği, onu yerel düzeyde amonyak üretimi için cazip hale getirebilir. Pfromm, küçük ölçekli, yenilenebilir amonyak üretiminin 2024’te çiftliklerde başlayabileceğini öngörerek sözlerini şu şekilde noktaladı: “Bir çiftlikte veya küçük ölçekli bir tarım alanında üretim yapıyorsanız, amonyağın nasıl üretileceğini, nasıl depolanacağını, nasıl taşınacağını zaten biliyor olmalısınız. Bununla birlikte, unutulmamalı ki her çiftçinin gübre konusunda tecrübesi vardır.”

Derleyen: Tuğba Akkesen