Rechenzentren & Nachhaltigkeit: Ammoniak als Energiespeicher

Neben Akkus und Wasserstoff ist Ammoniak auch ein interessanter Energiespeicher. Fujitsu will damit Rechenzentren betreiben.

Artikel veröffentlicht am 20. Juli 2022, 16:18 Uhr, Johannes Hiltscher

Der von Fujitsu gebaute Riken rechnete für den Ammoniak-Katalysator, der zukünftig Energie für Rechenzentren speichern könnte. (Bild: Riken)

Geht es um das Speichern von elektrischer Energie, kommen einem sofort Akkus in den Sinn. Grüner Wasserstoff folgt direkt danach, von Ammoniak hingegen ist selten zu hören. Dabei hat das Gas einige Vorteile, weshalb Fujitsu es für den Betrieb von Rechenzentren nutzen will (via The Register). Diese setzen momentan auf Akkus und Dieselgeneratoren, um Engpässe der Stromversorgung zu überbrücken.

Um Ammoniak für Rechenzentren nutzbar zu machen, arbeitet Fujitsu mit dem isländischen Start-up Atmonia zusammen. Das will einen Katalysator entwickeln, der den aus der Umgebungsluft gewonnenen Stickstoff und den mittels Elektrolyse gewonnenen Wasserstoff zu Ammoniak reagieren lässt. Um ein geeignetes Material für den Katalysator zu finden, nutzte Atmonia den von Fujitsu gebauten Supercomputer Fugaku - einst der schnellste weltweit.

Mit einem neuen Katalysator will Atmonia eine Anlage zur Ammoniakproduktion in der Größe eines Schiffscontainers bauen. Möglich wird das, da im Gegensatz zum gängigen Haber-Bosch-Verfahren weder hohe Temperatur noch hoher Druck erforderlich sein soll. Obwohl das Start-up seit 2016 existiert, scheint es allerdings noch ziemlich am Anfang zu stehen - mehr als ein paar Grafiken finden sich auf der Homepage nicht. The Register erfuhr lediglich, "die Entwicklung des Katalysators habe in diesem Jahr gute Fortschritte gemacht".

Ammoniak soll Solarstrom speichern

Fujitsus Ziel ist es, dass Rechenzentren sich mit einem Ammoniakspeicher größtenteils autark versorgen können - und zwar mit Strom aus regenerativen Quellen. Scheint tagsüber die Sonne kräftig auf die Solarzellen, wird mit der nicht benötigten Energie Ammoniak gewonnen. Nachts oder bei Ausfällen der Stromversorgung würde aus dem Ammoniak wieder elektrische Energie gewonnen.

Damit könnten Rechenzentren ihren CO₂-Ausstoß tatsächlich auf null senken. Sollte Ammoniak übrig bleiben, kann es beispielsweise zu Dünger verarbeitet werden - hierfür will Atmonia ein Zusatzmodul anbieten. Die Umwandlung in elektrische Energie kann, ähnlich wie bei Wasserstoff, mit Brennstoffzellen erfolgen. Größere Anlagen befinden sich allerdings auch hier noch in der Entwicklung. In Norwegen soll beispielsweise bis 2024 ein Schiff mit Ammoniak-Brennstoffzelle ausgestattet werden.

Einfach speicherbar, hohe Energiedichte, nicht klimaschädlich

Ammoniak hat einige für einen Energiespeicher quasi perfekte Eigenschaften: Im Gegensatz zu Wasserstoff kann es bei relativ geringem Druck (8,58 bar bei 20° C) flüssig gespeichert werden und hat eine Energiedichte von 5,2 kWh/kg - mehr als jeder Akku. Druckbehälter für Ammoniak sind wesentlich einfacher zu bauen als für Wasserstoff, sie benötigen zudem keine seltenen Metalle wie ein Akku. Ammoniak kann, wie Methan, durch Pipelines gepumpt werden und wirkt nicht als Treibhausgas - ein Vorteil gegenüber Methan.

Ammoniak hat allerdings auch einige Nachteile, die eine vorsichtige Handhabung erfordern: Es ist ätzend und giftig. Aufgrund der häufigen Verwendung in der chemischen Industrie gibt es aber umfangreiche Erfahrungen im Umgang. Das Sicherheitsrisiko sollte also vertretbar sein.