Továrna na amoniak. Kredi: SM a Zoner AI.

Produkce amoniaku patří k průmyslovým chemickým procesům, které jsou v současnosti nejvíce náročné na energii. Amoniak je základní surovinou pro výrobu hnojiv a podílí se na obživě miliard lidí, ale za jeho výrobu platíme vysokou cenu v zátěži klimatu.

Malý modulární reaktor. Kredit: NuScale, Wikimedia Commons.

Američtí odborníci se tuto nepříznivou situaci snaží změnit s využitím malých modulárních reaktorů. Takové reaktory by mohly pohánět budoucí továrny na amoniak, které by nevypouštěly do atmosféry uhlík.

Výroba amoniaku v dnešní době spotřebuje více než 40 procent globální produkce vodíku, která je sama o sobě náročná. Hnojiva, jako například močovina nebo dusičnan amonný, přitom spolknou téměř 80 procent vyrobeného amoniaku. Z toho vyplývá, že výroba hnojiv je zatížená ohromnými emisemi.

Maketa reaktoru NuScale. Kredit: Oregon State University. Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Současné metody výroby amoniaku, spoléhající se na parní reformování zemního plynu, kterým se získává vodík, mají na svědomí asi 2 procenta využívání globální fosilní energie a zhruba 1,2 procenta emisí oxidu uhličitého. Poptávka určitě poroste, což ještě zvyšuje tlak na úsilí o dekarbonizaci tohoto odvětví.

Řešením by se mohly stát malé modulární jaderné reaktory. Nepodléhají výkyvům počasí a mohly by být umístěné poblíž továren na amoniak, což by zjednodušilo infrastrukturu. Navíc mohou dodávat energii nejen pro finální výrobu amoniaku, ale také pro výrobu vodíku a dusíku pro syntézu amoniaku, což by dále zjednodušilo výrobu a snížilo náklady.

Nový projekt Utah State University s podporou programu Nuclear Energy University Program (NEUP) ministerstva energetiky zahrnuje vývoj dvou designů pro dekarbonizované továrny na amoniak. Jeden z nich využívá sladkou vodu jako surovinu pro výrobu vodíku, druhý slanou či brakickou vodu s nezbytným odsolováním. Oba designy využívají malé modulární reaktory společnosti NuScale s 250 MW termálním a 77 MW elektrickým výkonem.

Pro výrobu vodíku v projektu předpokládají vysokoteplotní parní elektrolýzu. Tento přístup snižuje spotřebu elektřiny, protože využívá teplo z reaktoru pro tvorbu páry. K této elektrolýze ještě připojují teplo z exotermního Haber-Boschova procesu, tedy finální výroby amoniaku, což dále snižuje náklady na energii. Vývoj designů je v plném proudu. Pokud se osvědčí, možná se v budoucnu dočkáme jaderné výroby amoniaku.

Video: NuScale Power and Doosan Enerbility Commence Production Forgings of First NuScale Power Modules™

Green Ammonia: Revolutionizing Fertilizer Production | InnoVision Tech

Literatura

Interesting Engineering 16. 9. 2025.