Lannoitteet ovat meille välttämättömiä. Ilman niitä suuri osa ihmiskunnasta saattaisi kärsiä nälästä. Kuitenkin niiden tuotanto kiihdyttää ilmastonmuutosta. Onneksi fossiilivapaa sähkö ja vety tarjoavat ratkaisun tähän ongelmaan.
Maatalous on yksi suurimmista kasvihuonekaasujen aiheuttajista. Noin 12 prosenttia päästöistä liittyy ruokaan.
Yksi merkittävä tekijä on lannoitteiden valmistus ja käyttö. Noin sata vuotta sitten kaksi saksalaista kemistiä, Fritz Haber ja Carl Bosch, loivat uuden ja kustannustehokkaan menetelmän, jolla ilmakehän typpeä (N2) voidaan muuntaa ammoniakiksi (NH3), joka on lannoitteiden keskeinen ainesosa. Tämä johti lannoitteiden käytön lisääntymiseen, mikä puolestaan mahdollisti kasvavan maailman väeston ravitsemisen.
Tänä päivänä maatalous on täysin sidoksissa tähän keksintöön. Ilman lannoitteita sadot olisivat vähäisempiä, ja ne riittäisivät vain puolelle nykyisestä maailman väestöstä.
Yksi ongelma on kuitenkin se, että ammoniakin valmistus aiheuttaa merkittäviä hiilidioksidipäästöjä. Nämä päästöt syntyvät fossiilisesta metaanista, jota käytetään prosessissa vedyn erottamiseen, jolloin jäljelle jäävä metaani muuttuu hiilidioksidiksi ja vapautuu ilmakehään. Nykyään jokainen tonni niin sanottua harmaata ammoniakkia aiheuttaa noin kaksi tonnia hiilidioksidipäästöjä. Arvioiden mukaan ammoniakin tuotanto aiheuttaa maailmanlaajuisesti yhteensä 450 miljoonaa tonnia CO₂-päästöjä, joista 70 prosenttia liittyy lannoitteisiin.
Kuitenkin ratkaisu on olemassa. Vetyä voidaan tuottaa puhtaasta vedestä metaanin sijaan. Tämä tapahtuu elektrolyysin avulla, jossa hyödynnetään esimerkiksi aurinko- ja tuulivoimasta saatavaa sähköä. Tällä tavoin ammoniakista tulee "vihreää" ja lannoitteista hiilidioksidipäästöttömiä.
McKinseyn analyysi osoittaa, että tällainen siirtymä olisi melko helppo toteuttaa, koska ammoniakki pysyy samana tuotteena, mutta vety on fossiilivapaata. Lisäksi lannoitteiden valmistajia on maailmassa melko vähän, mikä tekee muutoksesta vähemmän moimutkaisen kuin yrittää saada miljoonat viljelijät ympäri maailmaa muuttamaan toimintatapojaan. Ja mikä tärkeintä, ilmastovaikutus on huomattava suhteessa lisäkustannuksiin.
Useissa paikoissa muutos on jo käynnissä, ja uusia projekteja vihreän vedyn ja ammoniakin parissa aloitetaan maailmanlaajuisesti.
Esimerkkinä voidaan mainita Yara Internationalin vihreän ammoniakin tuotantolaitos Herøyassa Norjassa. Tämä kesäkuussa avattu tehdas on tällä hetkellä Euroopan suurin lajissaan, ja sen tuotanto vähentää hiilidioksidipäästöjä 41 000 tonnilla vuodessa. Yara on lisäksi solminut yhden maailman ensimmäisistä kaupallisista sopimuksista fossiilivapaiden lannoitteiden toimittamisesta yhdessä ruotsalaisen Lantmännenin kanssa.
Toinen kiinnostava esimerkki löytyy Keniasta, jossa Kenya Nut Company on käynnistänyt pienen fossiilivapaan lannoitetehtaan tuotannon omissa tiloissaan. Tehtaan on rakentanut yhdysvaltalainen startup-yritys Talus Renewables, ja se hyödyntää aurinkopaneeleja sähkön tuottamiseen vedyn ja edelleen ammoniakin valmistamiseksi. Päivittäin tuotetaan yksi tonni ammoniakkia, joka levitetään viljelyksille.
- Saharan eteläpuolella Afrikassa lannoitesäkki kulkee keskimäärin 10 000 kilometriä, Taluksen perustaja Hiro Iwanaga kertoi Bloombergille.
- Keniassa sijaitsevan pienen vihreän ammoniakkitehtaan avulla voidaan valmistaa paikallisesti tärkeää raaka-ainetta ilman hiilidioksidipäästöjä.
Maatalous kohtaa merkittäviä haasteita ilmastopäästöjen vähentämisessä, ja ammoniakin tuotanto on vain yksi näistä haasteista. Kuitenkin siirtyminen vihreän ammoniakin tuotantoon voisi tuoda huomattavia muutoksia. Erityisesti koska ammoniakilla on myös merkittävä potentiaali toimia CO₂-vapaana polttoaineena.
Minnesotassa on esimerkki tästä, missä osavaltion yliopisto operoi tutkimusmaatilaansa hyödyntäen tuulivoimaa ammoniakin tuotannossa. Ammoniakkia käytetään lannoitteena, mutta myös traktoreiden polttoaineena, energian varastointiin tuulettomina päivinä ja viljan kuivaamiseen. Tällä tavoin voidaan vähentää hiilijalanjälkeä jopa 90 prosenttia.
- Tämä on vallankumouksellista. Vihreän ammoniakin käyttö vähentää maatalouden hiilidioksidipäästöjä, toteaa Minnesotan yliopiston projektin johtaja Michael Reese.
Lähde: Fossil-free fertilisers: A key to cutting carbon emissions