In den kommenden Jahren wird die Verwendung von Ammoniak als Energieträger erheblich zunehmen und es muss sichergestellt werden, dass sich auch bei neuen Anwendungen von Ammoniak alle Marktteilnehmer der Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltrisiken von Ammoniak bewusst sind, dass diese Risiken angemessen bewertet werden und dass ihnen entsprechend begegnet wird. Unter Standardbedingungen ist Ammoniak ein entzündbares Gas und kann mit Luft explosionsfähige Atmosphären bilden. Das Teilprojekt umfasst die Ermittlung der Mindestzündenergie von Ammoniak-Wasserstoff-Luft-Gemischen. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden dazu die Zündprozesse und die laminare Flammenausbreitung in diesen Gemischen mit experimentellen und numerischen Verfahren untersucht.

Ammoniak gilt als wichtigster Transportvektor für grünen Wasserstoff. Insbesondere im Wasserstoffland Niedersachsen hat Ammoniak daher eine große strategische Bedeutung in nachhaltigen Energiesystemen. Die ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit dieses Energiespeichers und der erforderlichen zukünftigen Technologien sind bereits in der Entwicklungsphase zu bestimmen. Dazu werden die Methoden des prospektiven Life Cycle Assessment (LCA) und Life Cycle Costing (LCC) mit techno-ökonomischen Betrachtungen in einem innovativen Ansatz integriert und auf die emergenten Technologien angewendet. Weiterführend wird das Wasserstoffderivat Ammoniak mit anderen Technologien und Stoffen (bspw. Methanol) vergleichend diskutiert.

Ziel des Teilprojekts ist eine fundierte Aussage, für welche Anwendungen und unter welchen techno-ökonomischen Bedingungen sich der Einsatz von Ammoniak im zukünftigen Energiesystem am wahrscheinlichsten rentiert. Um die dafür wichtigen Rückkopplungseffekte zwischen Angebot und Nachfrage berücksichtigen zu können, wird der Ansatz einer ganzheitlichen Energiesystemsimulation gewählt, in der sich die verschiedenen Nutzungs- und Wandlungspfade für Ammoniak und andere Derivate grünen Wasserstoffs ebenso abbilden lassen wie das Angebot konkurrierender Energieträger und Technologien.

In einem Bottom-up Ansatz sollen zunächst auf Basis einzelner Standortanalysen die Kostenwirtschaftlichkeit und die technischen Voraussetzungen der dezentralen Speicherung und die Optimierungsparameter des Nah- sowie Ferntransportes von Ammoniak identifiziert werden. Diese Ergebnisse fließen in eine techno-ökonomische Systemanalyse ein, in welcher die Nutzung von Ammoniak für dynamische Energieszenarien von Ammonia-to-Power-Anwendungen (Verbrennung, Verstromung, Cracking) modelliert werden. In diesem Zusammenhang soll auch die Eignung von Ammoniak als systemisches Speicher- und Transportmedium und der Einsatz zur Energieerzeugung gegenüber anderen Wasserstoffderivaten wie LOHC, Methan oder Methanol ganzheitlich bewertet werden.