Amoniac thu hút ngành vận tải biển nhưng các nhà nghiên cứu cảnh báo rủi ro của nó
của Đại học Công nghệ Chalmers
Việc sử dụng amoniac làm nhiên liệu cho tàu có thể góp phần gây ra hiện tượng phú dưỡng và axit hóa do rò rỉ amoniac và phát thải oxit nitơ. Một trong những loại khí thải có thể xảy ra là khí gây cười, cũng là một loại khí nhà kính có tác động làm nóng lên cao hơn nhiều so với carbon dioxide. Nhà cung cấp hình ảnh: Đại học Công nghệ Chalmers/Petra Persson
Thay vào đó, việc chuyển sang sử dụng amoniac làm nhiên liệu hàng hải với mục tiêu khử cacbon có thể tạo ra những vấn đề hoàn toàn mới. Điều này được thể hiện trong một nghiên cứu của Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển, nơi các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích vòng đời của pin và ba loại nhiên liệu điện bao gồm amoniac. Hiện tượng phú dưỡng và axit hóa là một số vấn đề môi trường có thể bắt nguồn từ việc sử dụng amoniac cũng như phát thải khí gây cười, một loại khí nhà kính rất mạnh.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Năng lượng ứng dụng.
Trong quá trình tìm kiếm nhiên liệu hàng hải không có hóa thạch, amoniac đã được đưa vào chương trình nghị sự trong nhiều năm như một trong những lựa chọn thay thế mạnh nhất. Amoniac (NH3) là nhiên liệu không chứa carbon và có ưu điểm là mật độ năng lượng cao hơn—ví dụ—hydro. Nó cũng có thể được hóa lỏng khá dễ dàng, mặc dù nó là chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Tuy nhiên, một nhược điểm đáng kể là việc sản xuất điện amoniac—cần có điện—rất tốn năng lượng.
Hơn nữa, nghiên cứu mới cho thấy rằng mong muốn loại bỏ lượng khí thải carbon trong lĩnh vực vận tải biển bằng cách sử dụng amoniac có thể tạo ra những vấn đề hoàn toàn mới.
Selma Brynolf, nhà nghiên cứu của Chalmers và đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Mặc dù amoniac không chứa carbon nhưng quá trình đốt cháy của nó trong động cơ không tránh khỏi phát thải khí nhà kính”. "Các cuộc thử nghiệm động cơ đã cho thấy mức độ phát thải khí cười khác nhau, đây là một loại khí nhà kính rất mạnh với tác động làm nóng lên toàn cầu gấp 200 lần so với carbon dioxide."
Tiến sĩ Fayas Malik Kanchiralla cho biết: “Đơn giản là thiếu các phân tích rủi ro sâu hơn về ý nghĩa của việc chuyển sang sử dụng amoniac”. sinh viên Khoa Cơ học và Khoa học Hàng hải tại Chalmers và là tác giả chính của bài báo.
Giải pháp thay thế với chi phí thấp nhất là vấn đề về môi trường
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng đánh giá vòng đời và chi phí vòng đời để đánh giá khả năng tồn tại về mặt kỹ thuật, tác động môi trường và tính khả thi về mặt kinh tế của bốn loại phương tiện vận chuyển năng lượng tái tạo cho ba loại tàu khác nhau. Các chất mang năng lượng được kiểm tra bao gồm điện thông qua pin và ba loại nhiên liệu điện: hydro, metanol và amoniac. Các chất mang năng lượng lần lượt được sử dụng kết hợp với cả động cơ và pin nhiên liệu.
Nghiên cứu cho thấy amoniac và metanol có chi phí thấp nhất trong số các chất thay thế được nghiên cứu.
"Thị trường thường bị thu hút bởi chi phí và vì amoniac điện có chi phí thấp nhất nên thị trường đang hướng tới điều đó. Có sự cường điệu xung quanh loại nhiên liệu này trong vận chuyển ngày nay. Nhưng nếu và khi chúng ta chuyển sang sử dụng amoniac, thì đó là để giải quyết vấn đề sử dụng nhiên liệu hóa thạch và hiện tại, có vẻ như chúng ta sẽ tạo ra nhiều vấn đề hơn", Kanchiralla nói.
Điều này là do amoniac đi kèm với một số nhược điểm về môi trường. Việc sử dụng nó làm nhiên liệu có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí và nước do rò rỉ amoniac và phát thải oxit nitơ (NOx), chẳng hạn như khí cười (N2O). Kanchiralla và các đồng nghiệp của ông nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát điều này đối với các tàu hoạt động trong các khu vực có kiểm soát khí thải, ví dụ như khu vực biển nhạy cảm như Biển Baltic.
Nhiên liệu điện là nhiên liệu tổng hợp được sản xuất bằng điện, trong một quá trình mà các phân tử giàu năng lượng được tạo ra từ các phân tử khác. Những nhiên liệu này được định nghĩa là “xanh” khi chúng được sản xuất bằng điện tái tạo. Nhưng nghiên cứu cho thấy cả ba loại nhiên liệu điện xanh đều có tác động đến môi trường cao hơn nhiên liệu truyền thống về độc tính đối với con người, việc sử dụng các tài nguyên như khoáng sản và kim loại cũng như sử dụng nước.
