Ammoniak ist farblosgasförmigwasserlöslichbasischwichtig für die Industrieflüchtigleicht verflüssigbarNH3ein Energiespeicherreizendreaktivein Alleskönner
Ammoniak (NH₃), eine Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff, ist nach dem Ammoniumsalz benannt, das in der Nähe eines antiken Tempels in der heutigen Oase Siwa, Ägypten, gefunden wurde. Bereits in der Antike war Ammoniak bekannt und wurde aus Kamelmist gewonnen. Es kommt natürlicherweise im Stoffwechsel von Menschen und Tieren vor und spielt eine Rolle in Dünger und der Reifung von Käse.
Viele nennen es daher auch den:
Viele nennen es daher auch den:
#AlleskönnerNH3
Neben seinem natürlichen Vorkommen ist Ammoniak einer der wichtigsten industriellen Grundstoffe. Es wird in Düngern, Farben, Reinigungsmitteln und Kosmetika verwendet und sorgt im Alltag für streifenfreie Fenster und saubere Oberflächen. Ammoniak wird außerdem zur Abgasreinigung genutzt und dient als kohlenstofffreier Energiespeicher – ein wahrer Alleskönner.
Fritz Habers bedeutende Entdeckung
Fritz Habers bedeutende Entdeckung: Der Nobelpreis für Chemie 1918 ging an den deutschen Wissenschaftler Fritz Haber für seine Lösung des Hungers, eines der größten Probleme der Menschheitsgeschichte. Durch die Synthese von Stickstoff und Luft ermöglichte er die industrielle Produktion von Ammoniak, was die Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung sicherte. Trotzdem gab es starken Protest gegen seine Ehrung, wobei einige Nobelpreisträger ihre Preise zurückgaben.
Habers ambivalente Rolle
in der Wissenschaft
Fritz Haber war eine der einflussreichsten und zugleich tragischsten Wissenschaftlerfiguren des 20. Jahrhunderts. Sein Name steht sowohl für den Triumph als auch das Versagen der Wissenschaft in dieser Zeit. Das von ihm und Carl Bosch entwickelte Verfahren ermöglichte die Produktion von Düngemitteln, die die Ernährung der Weltbevölkerung bis heute sicherstellen.
Nutzung als Sprengstoff
Das Haber-Bosch-Verfahren ist jedoch nicht nur für den landwirtschaftlichen Fortschritt bekannt, sondern auch für seine Rolle in der Herstellung von Salpetersäure, die für die Produktion von Explosivstoffen benötigt wird. Seit dem ersten Weltkrieg wurden diese auch zur Waffenherstellung genutzt, heute kommen sie für zivile Zwecke z.B. im Berg- und Tunnelbau zum Einsatz.
Die Industrialisierung der Ammoniaksynthese
Fritz Haber war der erste Wissenschaftler, der es schaffte, synthetisches Ammoniak zu erzeugen. Dies war ein entscheidender Durchbruch, der jedoch anfangs nicht industriell nutzbar war, da es keine geeigneten Behälter gab, um Ammoniak unter hohem Druck und Hitze in großem Maßstab herzustellen.
Carl Bosch und die Ammoniaksynthese
Carl Bosch, ein Chemiker, der sich auf metallurgische Verfahren spezialisierte, wurde 1909 von der BASF beauftragt, Habers Entdeckung für die Massenproduktion nutzbar zu machen. Bosch entwickelte nach zahlreichen Versuchen einen haltbaren Reaktor, der den hohen Druck und die Hitze aushalten konnte, die für die Ammoniaksynthese notwendig waren.
Das Design des ersten hochdruckfesten Reaktors
Ein zentrales Element von Boschs Reaktor war das Doppelrohrdesign. Innen aus weichem Eisen gefertigt, wurde es von einer stahlharten Außenschicht geschützt. Spezielle „Bosch-Löcher“ ermöglichten es, den Wasserstoffdruck zu regulieren, um den Reaktor zu stabilisieren und sicher zu betreiben.
Der Durchbruch: Erste Haber-Bosch-Anlage & Nobelpreis
1913 ging die erste industrielle Haber-Bosch-Anlage in Oppau bei Ludwigshafen in Betrieb. Diese Anlage markierte den Beginn der modernen Düngemittelproduktion und revolutionierte die Landwirtschaft. Für seine bahnbrechenden Arbeiten erhielt Carl Bosch 1931 den Nobelpreis für Chemie.
Die Industrialisierung der Ammoniaksynthese
Fritz Haber war der erste Wissenschaftler, der es schaffte, synthetisches Ammoniak zu erzeugen. Dies war ein entscheidender Durchbruch, der jedoch anfangs nicht industriell nutzbar war, da es keine geeigneten Behälter gab, um Ammoniak unter hohem Druck und Hitze in großem Maßstab herzustellen.
Carl Bosch und die Ammoniaksynthese
Carl Bosch, ein Chemiker, der sich auf metallurgische Verfahren spezialisierte, wurde 1909 von der BASF beauftragt, Habers Entdeckung für die Massenproduktion nutzbar zu machen. Bosch entwickelte nach zahlreichen Versuchen einen haltbaren Reaktor, der den hohen Druck und die Hitze aushalten konnte, die für die Ammoniaksynthese notwendig waren.
Das Design des ersten hochdruckfesten Reaktors
Ein zentrales Element von Boschs Reaktor war das Doppelrohrdesign. Innen aus weichem Eisen gefertigt, wurde es von einer stahlharten Außenschicht geschützt. Spezielle „Bosch-Löcher“ ermöglichten es, den Wasserstoffdruck zu regulieren, um den Reaktor zu stabilisieren und sicher zu betreiben.
Der Durchbruch: Erste Haber-Bosch-Anlage & Nobelpreis
1913 ging die erste industrielle Haber-Bosch-Anlage in Oppau bei Ludwigshafen in Betrieb. Diese Anlage markierte den Beginn der modernen Düngemittelproduktion und revolutionierte die Landwirtschaft. Für seine bahnbrechenden Arbeiten erhielt Carl Bosch 1931 den Nobelpreis für Chemie.
Und wie geht jetzt das
Haber-Bosch-Verfahren?
In diesem Video erklären wir das Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniak-Herstellung: Stickstoff und Wasserstoff werden unter Druck im Kompressor verdichtet, im Reaktor mit einem Katalysator zu Ammoniak verbunden, im Abhitzekessel abgekühlt und im Kühler verflüssigt. Das restliche Gas wird wiederverwendet.
Saubere Ammoniakproduktion:
Wege zur CO2-Reduktion
Bei der Ammoniakverbrennung werden nur Stickstoff und Wasser ausgestossen – kein CO2. Entscheidend für die CO2-Bilanz ist jedoch die Wasserstoffherstellung. Um den Wasserstoff klimafreundlich herzustellen, gibt es zwei Methoden.
Wasserstoff wird heute größtenteils noch mithilfe fossiler Energien erzeugt, z.B. durch Erdgasreformierung. Das freigesetzte CO2 kann jedoch aufgefangen, genutzt (z.B. in der Industrie) oder langfristig in unterirdischen Gesteinsschichten gespeichert werden. So gelangt weniger CO2 in die Atmosphäre. Das Verfahren heißt CCUS und steht für Carbon Capture, Utilization and Storage. Man spricht dann von „blauem“ oder „CO2-reduziertem“ Wasserstoff.
Bei der Wasserstoffelektrolyse mit erneuerbarem Strom entsteht kein CO2, was diesen als „grünen“ Wasserstoff auszeichnet. In diesem Prozess wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, mit einem Wirkungsgrad von 60 bis 75%, zukünftig bis zu 85%. Die dabei entstehende Abwärme kann weiter genutzt werden, um Energieverluste zu minimieren. Kommt grüner Wasserstoff in der Ammoniakproduktion zum Einsatz, spricht man auch von „grünem“ oder „erneuerbarem“ Ammoniak.
Der Weg zur emissionsfreien Schifffahrt
Seetransporte verursachen etwa 3 % der weltweiten Treibhausgasemissionen, doch Ammoniak bietet eine umweltfreundliche Alternative zu Schweröl. Erste Schiffe wie die „Yara Eyde“ werden bald mit deutlich niedrigerem CO2-Fußabdruck über die Meere fahren, unterstützt durch neue Betankungsanlagen in Skandinavien.
Ammoniak als Schlüssel zur Wasserstoffwirtschaft
Ammoniak als Schlüssel zur Wasserstoffwirtschaft 🔑
Transportwunder
Ammoniak
Mit hoher Energiedichte und einfacher Lagerung (Verflüssigung bei -33°C) ist Ammoniak ein optimaler Wasserstoffträger. Seine Verfügbarkeit und vorhandene Transportinfrastruktur stärken den globalen Handel und eröffnen Potenziale für energieintensive Industrien weltweit.
Flexibler
Energieträger
Ammoniak speichert Energie saisonal und gleicht Schwankungen erneuerbarer Quellen aus. Durch „Cracking“ wird es zu Wasserstoff zurückverwandelt – eine Brücke zwischen Produktion und Nutzung. Das stärkt die Stabilität und die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft nachhaltig.
Ammoniak in der Ernährung
Etwa vier Fünftel der globalen Ammoniakproduktion gehen in die Herstellung von Tierfutter und Mineraldünger. Denn Stickstoff ist ein unentbehrlicher Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Er wird unter anderem benötigt, um Aminosäuren (für Proteine) und Nukleinsäuren (für DNA) zu produzieren.
Seit Anfang des 20sten Jahrhunderts hat sich die Weltbevölkerung mehr als vervierfacht. Die beiden Norweger Sam Eyde und Kristian Birkeland erfanden 1903 eine nach ihnen benannte Methode, um Stickstoff aus der Luft als Grundlage für Nitratdünger zu gewinnen.
Beiden ist zu verdanken, dass trotz dieses enormen Bevökerungszuwachses ausreichend Nahrung für alle Menschen produziert und die Bodenfruchtbarkeit erhalten werden kann.
Beiden ist zu verdanken, dass trotz dieses enormen Bevökerungszuwachses ausreichend Nahrung für alle Menschen produziert und die Bodenfruchtbarkeit erhalten werden kann.
Mit einem Anteil von etwa zwei Prozent am weltweiten Energiebedarf gehört die Düngemittelindustrie zu einem der größten industriellen Energieverbraucher.
CO2-reduzierte Dünger sind einer der größten Hebel, um die Emissionen im Getreideanbau zu reduzieren.
CO2-reduzierte Dünger sind einer der größten Hebel, um die Emissionen im Getreideanbau zu reduzieren.
Am Ende der Kette gibt es dann ein CO2-reduziertes Brot zum Frühstück: Schmeckt doch gleich viel besser, oder?
Ammoniak in der Ernährung
Etwa vier Fünftel der globalen Ammoniakproduktion gehen in die Herstellung von Tierfutter und Mineraldünger. Denn Stickstoff ist ein unentbehrlicher Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Er wird unter anderem benötigt, um Aminosäuren (für Proteine) und Nukleinsäuren (für DNA) zu produzieren.
Seit Anfang des 20sten Jahrhunderts hat sich die Weltbevölkerung mehr als vervierfacht. Die beiden Norweger Sam Eyde und Kristian Birkeland erfanden 1903 eine nach ihnen benannte Methode, um Stickstoff aus der Luft als Grundlage für Nitratdünger zu gewinnen.
Beiden ist zu verdanken, dass trotz dieses enormen Bevökerungszuwachses ausreichend Nahrung für alle Menschen produziert und die Bodenfruchtbarkeit erhalten werden kann.
Beiden ist zu verdanken, dass trotz dieses enormen Bevökerungszuwachses ausreichend Nahrung für alle Menschen produziert und die Bodenfruchtbarkeit erhalten werden kann.
Mit einem Anteil von etwa zwei Prozent am weltweiten Energiebedarf gehört die Düngemittelindustrie zu einem der größten industriellen Energieverbraucher.
CO2-reduzierte Dünger sind einer der größten Hebel, um die Emissionen im Getreideanbau zu reduzieren.
CO2-reduzierte Dünger sind einer der größten Hebel, um die Emissionen im Getreideanbau zu reduzieren.
Am Ende der Kette gibt es dann ein CO2-reduziertes Brot zum Frühstück: Schmeckt doch gleich viel besser, oder?
Sicherheit steht an erster Stelle
Damit die Herstellung und Verwendung von Ammoniak ohne Schäden für Mensch und Umwelt erfolgt, gibt es strenge behördliche Vorschriften sowie Sicherheitsprotokolle, Kontrollmaßnahmen und Ausbildungsverfahren in der Industrie.
CO2-reduziertes Ammoniak ist ein zentraler Baustein für eine klimaneutrale Wirtschaft
Push-Maßnahmen auf der Erzeugungsseite machen CO2-intensive Grund- und Brennstoffe zunehmend unattraktiv und CO2-reduziertes Ammoniak attraktiv: Dazu gehören der CO2-Handel, Verbote oder andere Regulierungsmaßnahmen, aber auch finanzielle Anreize für die Kohlenstoffabscheidung, Nutzung und Speicherung, für Elektrolyseure oder andere Infrastrukturen.
Pull-Maßnahmen auf der Nachfrageseite machen die Nutzung CO2-armer Grundstoffe und Produkte attraktiv. Dazu gehören die Etablierung grüner Leitmärkte, finanzielle Anreize für Landwirtschaft und Verbraucher*innen, nachhaltige Beschaffungsregeln und die Ausweisung des CO2-Fussabdrucks in der Lebensmittelkette.
Um das volle Potenzial von Ammoniak zu nutzen, braucht es technologische Innovationen und starke Partnerschaften. Erfahren Sie mehr über Yaras Aktivitäten und Fortschritte im Bereich nachhaltiger Lösungen auf dem Yara LinkedIn-Profil.
#AlleskönnerNH3