Kunstmest

Voor de bereiding van ammoniumkunstmest is een overstap op groene waterstof de aangewezen route. 

Of groene methanol maar in 2023 besloot kunstmestproducent OCI vijftig banen schappen omdat ze een geplande groene methanol-fabriek toch maar in de VS gingen bouwen.

Ammoniak wordt van oudsher gemaakt in het Haber-Bosch proces door waterstof en stikstof uit lucht onder hoge druk (tot 250 atm) en temperatuur (tot 550 graden C) bij elkaar te brengen. Waterstof werd gemaakt uit aardgas dat gepaard gaat met veel emissie van CO2. Het gebeurde in landen die behalve de complexe technologie ook goedkope fossiele energie hadden.

Het kan tegenwoordig ook anders. Met elektriciteit en een solid oxide electrolyser, een soort membraanreactor met geschikte katalysator wordt direct waterstof in de cel gemaakt en omgezet. Er treden dus geen verliezen in de waterstof transport- en conversie- en opslagketen op.

Dit kan het beste kan gebeuren in het land waar de groene stroom goedkoop gemaakt kan worden. Het transport van ureum of ammoniumnitraat naar de landen die het gebruiken vraagt geen bijzondere aanpassingen en gebeurt nu ook al op grote schaal alleen de routes zullen verschillen.

De kunstmestsector

Het belangrijkste energie-intensieve basiscomponent is ammoniak. Dit wordt geproduceerd bij Yara met drie productie-eenheden in Zeeland, en OCI met twee productie-eenheden in Limburg. Maar tijdens de gascrisis stopte de Nederlandse fabriek van Yara al met de productie van eigen ammoniak. Het was goedkoper om het in vloeibare vorm via schepen te importeren. Dat zal Yara ook de komende tijd blijven doen. Met name in de VS breidt het de productie van ammoniak uit en zet het van daaruit op het schip naar Europa om verder te worden verwerkt tot kunstmest. Het Yara-project in Sluiskil om CO2 af te vangen en op te vangen in lege gasvelden verloopt volgens planning en binnen de kosten. 

Belangrijke (export)producten zijn de ammoniakhoudende meststoffen ureum en ammoniumnitraat. In beperktere mate worden ook samenstellingen als zogeheten NPK meststoffen en ook ureum als grondstof voor kunststoffen als melamine geëxporteerd.

Ongeveer 70 procent van de ammoniak wordt als meststof verkocht aan de landbouw,30 procent aan de overige industrie.

60 tot 80 procent van de kunstmest gaat naar de (Noordwest) Europese landbouwsector, maar het grootste deel van de in Zeeland geproduceerde meststoffen (ureum) wordt geëxporteerd naar gebieden buiten Europa.

Uitgaande van een stabiele vraag van tenminste 50 procent import van ammoniak en de productie van groene waterstof gaat het om zo’n 0,5 TWh (ongeveer 100 MW wind op zee) en ongeveer 15 TWh groene waterstof uit eigen land. Dat komt in totaal neer op 3,5 GW wind op zee, ofwel 5 procent van het Nederlandse technisch potentieel voor wind op zee.

Marktvooruitzichten

Het kunstmestgebruik in Noordwest Europa wordt verwacht af te nemen. Vanuit de EU wordt onder andere aangestuurd op verschuiving van kunstmest naar dierlijke mest met streefwaarde 20 procent in 2030. 

Ammoniak wordt nu geproduceerd uit waterstof en stikstof, waarbij waterstof uit aardgas wordt geproduceerd via steam methane reforming. Bij dit proces komt CO2 vrij. Afvang en opslag van deze CO2 kan worden toegepast om CO2-emissies te reduceren, maar de productie is dan nog wel op fossiel aardgas gebaseerd.

Naast gebruik van aardgas kan echter ook vergassing van biomassa of afvalstromen worden ingezet. Ammoniak kan verder ook op basis van waterstof uit elektrolyse worden geproduceerd met her¬nieuwbare elektriciteit. In geval van ureum, wat een koolstofhoudende stof is, vergt productie dan wel een aanvullende bron van koolstof.

Ammoniak kan makkelijker vloeibaar worden gemaakt dan waterstof. Technologie voor grootschalig vervoer van ammoniak per schip is beschikbaar, en wordt op dit moment als een belangrijke importroute voor waterstof gezien (grootschalig transport van waterstof per schip is nog in ontwikkeling). Er lopen verschillende initiatieven voor de ontwikkeling van dergelijke importroutes en voor 2030 kan dat Volgens het Havenbedrijf Rotterdam oplopen tot 4 Mt waterstof per jaar133. Hernieuwbare ammoniak kan op termijn dan ook aangevoerd gaan worden vanuit regio’s waar het potentieel voor hernieuwbare elektriciteitsopwekking veel hoger is dan de lokale elektriciteitsbehoefte.

De beide producenten hebben voor de korte termijn plannen om de zuivere stroom CO2 af te vangen en te transporteren naar een permanente opslag in de zeebodem. Daarnaast heeft OCI aangekondigd komende jaren de capaciteit van haar ammoniak import terminal in Rotterdam te verdrievoudigen. Met bestaande importcapaciteit van Yara in Zeeland van naar schatting ten minste ongeveer 25 PJ aan waterstof equivalenten per jaar dekt de totale importcapaciteit dan zeker de helft van de landelijke capaciteit voor ammoniakproductie.

Momenteel wordt op Europees niveau onderhandeld over een FF55 voorstel van de Europese commissie voor een verplichting tot 50 procent gebruik van hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong voor energie-en grondstofgebruik in de industrie in 2030. Overschakelen van productie naar import van ammoniak biedt dan gelegenheid om een derge¬lijke verplichting te vermijden. Verder worden op de bestaande locaties op beperkte schaal projecten voor elektrolyse en vergassing van biomassa gerealiseerd met financiële stimulering. Op langere termijn wordt door beide producenten ook rekening gehouden met ammoniakproductie uit groene waterstof, ofwel op locatie ofwel via aanvoer via een landelijk waterstofnetwerk.

Vooruitzicht energie- en grondstoffenvraag

Men zet in in op voortzetting van productie in Nederland met komende jaren realisatie van aanvullende importcapaciteit de in ongeveer de helft van de ammoniakbehoefte kan voorzien. De Europese gasmarkten zullen in toenemende mate gedreven worden door LNG-import. Aangezien ammoniak¬productie ook in die landen plaatsvindt, zal competitie tussen ammoniakaanvoer en LNG-aanvoer ontstaan. Op langere termijn kan dat competitie tussen (groene of blauwe) ammoniak aanvoer met lokale groene ammoniakproductie worden. Dan zou ammoniak voor het overige worden geproduceerd uit Nederlandse groene waterstof.

Uitgaande van een stabiele vraag van tenminste 50 procent import van ammoniak en de productie van groene waterstof gaat het om zo’n 0,5 TWh (ongeveer 100 MW wind op zee) en ongeveer 15 TWh groene waterstof uit eigen land. Dat komt in totaal neer op 3,5 GW wind op zee, ofwel 5 procent van het Nederlandse technisch potentieel voor wind op zee.

Een reductie van 20 procent in kunstmestgebruik resulteert in een lagere behoefte aan hernieuwbare elektriciteit en waterstof, i.e. 0,4 TWh aan direct elektriciteitsgebruik en zo’n 13 TWh groene waterstof uit eigen land, wat neer komt op 2,8 GW wind op zee. Belangrijke keerzijde van een dergelijk ontwikkelpad is dat de landbouwproductiviteit kan afnemen tot 15 procent, en dat kunstmestexport naar landen die nu mede van de EU afhankelijk zijn afneemt. Beide ontwikkelingen kunnen de voedselprijzen verhogen.