Syntetisk gjødsel spiller en sentral rolle i global matproduksjon, med nitrogenbasert gjødsel alene som støtter ernæringen til rundt halvparten av verdens befolkning.
De kommer imidlertid med betydelige miljøkostnader, så vel som matsikkerhetsbekymringer. Disse strekker seg til både nedstrøms tilførsel av gjødsel på gårder, så vel som deres oppstrøms produksjon og distribusjon. I dette blogginnlegget fokuserer vi på det siste problemet.
Hvorfor nitrogen?
Nitrogen er et nøkkelnæringsstoff for avlingen, som letter viktige prosesser som bladvekst, aminosyresyntese og klorofyllutvikling. I naturen absorberer planter nitrogen fra jorda, hvor det fikseres fra luften i ulike biotilgjengelige former av mikrober.
Under 19th århundre, løp forskere og ingeniører for å finne måter å syntetisere nitrogen for å øke avlingsdyrkingen utover det disse naturlig forekommende mikrobene muliggjorde. Resultatet av disse anstrengelsene er Haber-Bosch-prosessen, som muliggjør storskala industriell produksjon av ammoniakk; en nitrogenholdig forbindelse som er forløperen til de fleste nitrogengjødsel som brukes i dag.
Gjødselproduksjon, distribusjon = stablede utslipp
Den konvensjonelle Haber-Bosch-prosessen fungerer ved å reagere nitrogen fra luften med hydrogen hentet fra fossilt brensel, typisk naturgass. Fossilt brensel er også nødvendig for å skape de høye temperaturene som trengs for at denne reaksjonen skal finne sted. Den energiintensive naturen til tradisjonell gjødselproduksjon står for et sted i området 1-2 % av den totale globale energibruken og 1-2 % av de totale globale klimagassutslippene.
Dessuten, for å oppnå stordriftsfordelene som trengs for masseproduksjon, er industrien svært sentralisert. Som et resultat er det nødvendig med langdistansetransport for å få gjødsel til sluttbrukerne (dvs. gårder). Dette stabler ytterligere utslipp og gjør gjødsel dypt følsom for sjokk i forsyningskjeden. For eksempel skjøt gjødselprisene i været mellom 2020-2022 på grunn av Covid-relaterte forstyrrelser, små varelager, eskaleringen av Russland-Ukraina-konflikten og et effektivt eksportforbud innført av store kinesiske produsenter og distributører.
Likevel fortsetter etterspørselen etter gjødsel å øke, først og fremst fra lavinntektsland som har størst behov for næringsstoffer for å øke avlingene og som vanligvis ligger lengst unna produksjonsstedene.
Mot en desentralisert industri
En erkjennelse av behovet for å redusere disse energiforbruksproblemene, utslippene og ineffektiviteten i forsyningskjeden har ansporet til innovasjon rundt distribuerte gjødselproduksjonsmodeller. Slike modeller tar sikte på å minimere transportbehov og øke bærekraften ved å flytte gjødselproduksjonen nærmere sluttbrukerne samtidig som de utnytter "renere" tilnærminger til nitrogenfiksering.
I store trekk har to kategorier dukket opp:
- Mellomskala lokalisert / regional produksjon: Dette er produksjon i en skala som er litt mindre enn tradisjonelle Haber-Bosch-anlegg, men som opererer langs generelt de samme linjene (dvs. "grønn ammoniakk"). Nøkkeldifferensiatoren her er at hydrogenet som kreves for å produsere ammoniakk, kommer fra vann via elektrolyse; mens fornybar energi, typisk fra samlokaliserte sol- eller vindinstallasjoner, driver prosessen i stedet for hydrokarboner. Eksempler på innovatører som tar i bruk denne tilnærmingen inkluderer FertigHy, som planlegger en grønn ammoniakkfabrikk i Spania for å produsere bærekraftig gjødsel for europeiske bønder.
- Mikroskala produksjon på stedet: Denne tilnærmingen tar sikte på å ta desentraliseringskonseptet til det ytterste. Det involverer kompakte produksjonsenheter, ofte plassert i en fraktcontainer, som kan produsere nok gjødsel for en enkelt gård eller et samfunn. Innenfor denne produksjonsmåten på stedet, utforsker innovatører generelt to nitrogenfikseringsmetoder:
Sittende fordel?
Til tross for de lovende utsiktene til distribuert produksjon, fortsetter utfordringene. Nåværende gjødselselskaper har hatt en tendens til å fokusere på å integrere karbonfangst- og lagringsteknologier ved tradisjonelle Haber-Bosch-anlegg (dvs. "blå ammoniakk") og nedstrøms intervensjoner som nitrogenforsterkende biologiske tilførsler. Med noen få unntak har de bare minimalt engasjert seg med distribuerte teknologier i mellomskala og mikroskala.
I stedet driver aktører fra mat- og energiindustrien bedriftsengasjement inn i distribuerte løsninger. Eksempler inkluderer Nitricitys feltutprøving av sin nitrogenfikseringsteknologi på stedet med Olam Food Ingredients, og Heineken og RIC Energy som blir grunnleggende investorer i FertigHy.
Innenfor mikroskalaløsninger har teknologiske VC-er ledet tidlige investeringer i oppstartsbedrifter som Nitricity og Jupiter Ionics. I mellomtiden viser infrastrukturinvestorer som Macquarie interesse for mellomstore ventures som f.eks Atlas Agro.
Ettersom miljøregelverket strammer inn i viktige jurisdiksjoner og nye grønn ammoniakkmarkeder for bruk som drivstoff og energilagring kommer til syne, kan vi forvente at en utvalgt gruppe gjødselinnovatører vil høste fordelene. Evnen til å benytte seg av nye ammoniakkmarkeder betyr diversifiserte inntektsmuligheter som kan tiltrekke seg mer etablert interesse, spesielt for innovatører med unike teknologitilbud.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://www.cleantech.com/distributed-fertilizer-supply-is-crucial-for-future-food-security-and-sustainability/
