ammoniakproduktion

Ammoniakproduktion bezeichnet die industrielle Herstellung von Ammoniak, NH3, einer zentralen chemischen Verbindung für Düngemittel und andere Zwischenprodukte. Weltweit werden jährlich in der Größenordnung von rund 180 Millionen Tonnen Ammoniak produziert, wobei der Großteil für Düngemittel eingesetzt wird.

Der zentrale Herstellungsprozess ist der Haber-Bosch-Prozess. Dabei wird Stickstoff aus der Luft mit Wasserstoff zu Ammoniak verknüpft. Wasserstoff stammt überwiegend aus der Dampfreformierung von Erdgas, seltener aus Elektrolyse von Wasser. Die Reaktion N2 + 3 H2 → 2 NH3 verläuft bei hohen Temperaturen und Drücken (typisch rund 400–500 °C und 150–300 bar) über einen Eisenkatalysator mit Promotern. Das Gleichgewicht der Reaktion begrenzt die Ausbeute, weshalb mehrstufige Reaktions- und Abtrennprozesse sowie Wärmeführung eingesetzt werden, um hohe Wirkungsgrade zu erzielen.

Historisch führten Fritz Haber und Carl Bosch Anfang des 20. Jahrhunderts die Technik zur praktischen Anwendung, wodurch die Landwirtschaft durch synthetische Düngemittel enorm expandierte. Seither wuchs die globale Produktionskapazität erheblich und vernetzte sich mit Energie- und Infrastruktursektoren weltweit.

Verwendungen und Speicherung: Der größte Teil des hergestellten Ammoniaks dient der Produktion von Düngemitteln wie Harnstoff, Ammoniumnitrat und anderen Stickstoffverbindungen. Weitere Verwendungen finden sich in der chemischen Industrie, Pharmazie und Silizium-/Kühltechnologie. Ammoniak kann gasförmig gelagert oder verflüssigt unter Druck bzw. gekühlt gehandhabt werden.

Umwelt und Zukunft: Die Herstellung ist energieintensiv und verursacht CO2-Emissionen, vor allem bei konventioneller Erdgas-Nutzung. Strategien zur Dekarbonisierung umfassen grünes Ammoniak (Wasserstoff aus erneuerbarer Energie) und blaues Ammoniak (CO2-Abscheidung/Verwertung). Zudem wird Ammoniak als potenzieller Energiespeicher und Transportmittel diskutiert.