Egenskaper ved lekkasje
Ren ammoniakk (NH3) i gassform er en fargeløs, giftig gass med en skarp lukt som salmiakk. Gassen er lettere enn luft hvis den lekker ut som ren gass. Dersom ammoniakk i væskeform lekker ut, kan det være en kald spray hvor væsken fordamper og kan danne en sky som inneholder små dråper (aerosoler). En slik lekkasje vil legge seg langs bakken pga. dråpene og den kalde temperaturen. Ammoniakk lagres som regel enten nedkjølt og/eller trykksatt slik at den er i væskeform. Ved en atmosfæres trykk er væsken da under -33 C temperatur. Ved lagring av ammoniakk som væske under trykk brukes et trykk over 18 bar.
Giftighet
Den største faren ved ammoniakklekkasjer er giftigheten. Størrelsen på lekkasjen, konsentrasjonen og eksponeringstiden avgjør om gassen er giftig eller ikke. Avstand fra lekkasjen er også viktig for å avgjøre om den er farlig, og ved store væskelekkasjer kan skyen bevege seg langs bakken inntil den er fortynnet av vinden.
Ved lave konsentrasjoner opp til 100 ppm (volum) vil man lukte gassen, men den er da ikke giftig selv ved langvarig eksponering. Det er verd å merke seg at ved høyere konsentrasjoner vil man ikke lukte gassen lenger. Ved høyere konsentrasjoner opp til 700 ppm kan man få irriterte øyner, ører, nese og svelg, uten langvarig skade. Opp til 0.36 % er det 1% dødlighet ved en ½ times eksponering, og ved 5,5% konsentrasjon er det 50% dødelighet etter 5 min med referanse til UK HSE. Ved slike høyere konsentrasjoner kan man få hevelser og kvelning som kan føre til død. Ammoniakk er også etsende og kan være farlig ved eksponering på hud. (Kilde: DNVs ammoniakk-håndbok.)
Ved høyere konsentrasjoner vil man ikke kunne lukte gassen lenger. På anlegg med ammoniakk vil man ha gassdeteksjon og gassmasker som kan anvendes ved lekkasjer.
Ved utslipp til sjø vil ammoniakk lett løses opp i vann og kan medføre forurensing som kan gi lokal giftighet og skader på organismer i sjøen.
Ved forbrenning av ammoniakk i motorer dannes NOx. Dette kan medføre lokal luftforurensing noe tilsvarende det man har av NOx forurensing fra brenning av fossilt fuel.
Brann og eksplosjonsfare
Ammoniakk er brennbart og kan eksplodere, men det er vanskelig å antenne, og gassen må ha en konsentrasjon over 15 % for å tenne. Flammehastighet er også saktere enn i naturgass, og det er derfor en lavere eksplosjonsfare ved ammoniakk.
Ammoniakk løses meget raskt i vann, og det kan derfor brukes vanngardiner for å forhindre at gassen sprer seg.
Drivstoff til transport
Ammoniakk er tradisjonelt ikke brukt som drivstoff til transport. I dag er ammoniakk ansett som den mest egnede 100 % karbonfri energibærer som kan brukes til fuel på større skip med seiling mellom land og kontinenter. Det er volumtettheten som avgjør dette siden flytende ammoniakk er betydelig mindre voluminøs enn hydrogen. Motorer til skipene kan omgjøres til å kjøre på ammoniakk i stedet for tungolje ofte uten å bytte ut motorene.
Dette krever god design og gode prosedyrer for å unngå lekkasjer og spredning av giftig gass. Sammenlignet med hydrogen kan ammoniakk gi lengere fareavstander ved store lekkasjer på grunn av giftigheten. Det kan derfor være nødvendig med plassering av bunkringsanlegg for ammoniakkskip i områder med lite bebyggelse.
Ammoniakk som energibærer
Ammoniakk er en etablert handelsvare som kan fraktes globalt i spesialskip i store volumer. Ammoniakk har derfor potensial til å ta over for olje som energibærer når store mengder energi som skal lagres eller fraktes over lange strekninger. Dette kan dekke lands behov for import og eksport av energi, for energisikkerhet, og stabilisering av fornybar energi med store sesongvariasjoner.
Man kan tenke seg en global infrastruktur med ammoniakk på samme måte som man har for olje i dag. Dette kan gjøres ved at man først lager ammoniakk fra hydrogen (blå eller grønn), og deretter frakter og lagrer ammoniakken til den skal brukes. Når den skal brukes kan den konverteres tilbake til hydrogen, man kan lage strøm, eller bruke den som fuel i havgående skip, eller i andre industriprosesser som produksjon av kunstgjødsel. Teknologi for lagring og rørtransport av ammoniakk eksisterer også, og her pågår det en utvikling for å oppskalere.
I sammenligning med hydrogen og batterier er ammoniakk best egnet til å dekke storskalaproduksjon, lagring, transport og bruk av energi. Dette gjelder for skalaer hvor batterier og hydrogen ikke kan benyttes på grunn av vekt- og volumbegrensninger. Siden ammoniakk også kan medføre lengre sikkerhetsavstander enn hydrogen og batterier, er ammoniakk mindre egnet til bruk i liten skala og hvor uautorisert personell er involvert. Storskala ammoniakkfasiliteter kan også legges utenfor tettbygde steder, slik at man kan opprettholde nødvendige sikkerhetsavstander.
Maritimt regelverk
Regelverk for bruk av ammoniakk som fuel på skip er utgitt av DNV, DNV RU-SHIP Pt.6 Ch.2 Sec.14, første gang i Juli 2021. Det er en egen klassenotering for slike skip. Den maritime industrien utvikler denne teknologien videre bl.a. i Grønt Skipsfartprogram. DNVs klasseregler er revidert hvert år siden 2021. DNVs klasseregler bygger på de samme sikkerhetsprinsippene som i IGF-koden (INTERNATIONAL CODE OF SAFETY FOR SHIPS USING GASES OR OTHER LOW-FLASHPOINT FUELS).
Maritime Forskrifter
International Maritime Organization (IMO) jobber med regler for å bruke ammoniakk som fuel på skip. Møter pågår i september 2024 og det er forventet at IMO-regler vil bli tilgjengelige i etterkant av dette møtet.
Det er IGF-koden som refereres til i dag også når det gjeler godkjenning av ammoniakk som fuel på skip sammen med analyser som bygger på grunnleggende fysiske prinsipper. Slike analyser vil være nødvendige inntil standardiserte systemer er etablert, og regler og forskrifter er skrevet for ammoniakk.
Ammoniakk som transporteres som last i kjemikalieskip er regulert av IGC-koden. Denne internasjonale koden omhandler design av store ammoniakktanker på skip, og kan derfor være nyttig som en guideline også for tanksystem på land.