Baza danych MIT o amoniaku pokazuje koszt i emisje niebieskiego i zielonego paliwa w handlu globalnym

Amoniak jako paliwo i nośnik wodoru: nowa globalna baza danych MIT ujawnia koszty niskoemisyjnych łańcuchów dostaw

Amoniak (NH3) przez dekady był synonimem nawozów i przemysłu chemicznego, a tylko sporadycznie wspominano o nim jako o „egzotycznym” paliwie. Dziś obraz się zmienia. Gdy państwa i firmy szukają sposobów na ograniczenie emisji w sektorach trudnych do elektryfikacji, amoniak wraca do centrum uwagi jako potencjalny nośnik wodoru i nośnik energii dla przemysłu, żeglugi oraz wytwarzania energii elektrycznej. Jego zaletą jest to, że jest „pusty” węglowo — w cząsteczce nie ma węgla — a globalna infrastruktura produkcji, magazynowania i transportu już istnieje. Kluczowe pytanie brzmi jednak: jaki jest realny wpływ amoniaku na klimat, gdy uwzględni się cały łańcuch dostaw, oraz jaki jest koszt przejścia z dzisiejszej produkcji opartej na paliwach kopalnych na technologie niskoemisyjne?

Na to pytanie próbuje odpowiedzieć nowe badanie zespołu MIT Energy Initiative (MITEI), opublikowane w czasopiśmie Energy & Environmental Science. Autorzy zbudowali największą jak dotąd zharmonizowaną bazę danych, która jednocześnie porównuje koszt i emisje gazów cieplarnianych dla globalnych łańcuchów dostaw amoniaku w 63 krajach, obejmując wiele technologii produkcji oraz logistykę handlu międzynarodowego. W kontekście dyskusji o „niebieskim” i „zielonym” amoniaku praca oferuje to, czego rynkowi często brakowało: porównywalne liczby łączące technologię, nośniki energii, warunki finansowe i odległość transportu.

Dlaczego w ogóle rozważa się amoniak jako nośnik energii

Z energetycznego punktu widzenia amoniak jest interesujący z dwóch powodów. Po pierwsze, może służyć jako nośnik wodoru: wodór można „zapakować” w amoniak, przetransportować statkiem do miejsca docelowego, a następnie w razie potrzeby „uwolnić” w procesie rozkładu (krakingu) amoniaku. Po drugie, amoniak może być używany bezpośrednio jako paliwo, na przykład w zmodyfikowanych palnikach lub w połączeniu z innymi paliwami, bez emisji CO2 w fazie spalania. W świecie, który chce ograniczać emisje, brzmi to atrakcyjnie. Gęstość energii, istniejące łańcuchy logistyczne i doświadczenie przemysłu czynią go poważniejszym kandydatem niż dekadę temu.

Problem polega na tym, że dzisiejsza przemysłowa produkcja amoniaku w dużej mierze opiera się na paliwach kopalnych. Sama praca w Energy & Environmental Science podaje, że produkcja amoniaku w 2020 r. wiązała się z około 450 mln ton CO2, czyli około 1,8% globalnych emisji gazów cieplarnianych. Takie liczby stawiają amoniak wśród największych przemysłowych źródeł emisji w sektorze chemicznym. Innymi słowy, amoniak może być częścią rozwiązania tylko wtedy, gdy zmieni się sposób jego wytwarzania — i jeśli przy tym nie pominie się emisji oraz kosztów logistyki, magazynowania i obsługi importu.

Co tak naprawdę zrobił zespół MIT

Badacze Woojae Shin, Haoxiang Lai, Gasim Ibrahim i Guiyan Zang opracowali zharmonizowaną platformę analityczną łączącą analizę techniczno-ekonomiczną (TEA) oraz ocenę emisji w cyklu życia (LCA) dla globalnego handlu amoniakiem. W praktyce włączyli do jednych ram ceny energii i paliw w poszczególnych krajach, warunki finansowania inwestycji, parametry technologiczne instalacji oraz zmienne logistyczne, takie jak odległości tras morskich, koszty magazynowania i wymagane procesy w terminalach importowych. W ten sposób próbowali „domknąć” obieg między produkcją a realnym wykorzystaniem amoniaku w handlu międzynarodowym.

Szczególnie ważna jest część „harmonizacji”. W literaturze było dotąd wiele badań cząstkowych: jedne dotyczyły tylko jednego regionu, inne tylko jednej technologii, jeszcze inne liczyły wyłącznie koszt albo wyłącznie emisje, a granice systemu często były różne. Taka mozaika utrudnia poważne globalne porównania i otwiera pole do selektywnego dobierania wyników. Praca MIT stara się to przezwyciężyć: ten sam zestaw reguł stosuje do wielu technologii i wielu krajów, dzięki czemu wyniki można zestawiać „obok siebie” bez metodologicznych sztuczek. Autorzy szczególnie podkreślają, że długie podróże morskie mogą zmniejszać zarówno przewagę ekonomiczną, jak i klimatyczną, co uwydatnia znaczenie optymalizacji korytarzy handlowych.

Jakie technologie wchodzą do rachunku

W centrum uwagi jest sześć ścieżek produkcji, które dziś dominują w dyskusji o przyszłości amoniaku:

• Szary amoniak z gazu ziemnego poprzez reforming parowy metanu (SMR) bez wychwytu CO2.
• Niebieski amoniak poprzez SMR z wychwytem i składowaniem dwutlenku węgla (SMR-CCS).
• Niebieski amoniak poprzez reforming autotermiczny (ATR) ze spalaniem na powietrzu i wychwytem CO2 (ATR-CCS-AC).
• Niebieski amoniak poprzez ATR ze spalaniem na tlenie i wychwytem CO2 (ATR-CCS-OC).
• Zielony amoniak poprzez niskotemperaturową elektrolizę wody (LTE) z energią elektryczną o niskich emisjach.
• Zielony amoniak poprzez wysokotemperaturową elektrolizę (HTE), która teoretycznie może być bardziej efektywna, lecz zależy od dostępności technologii i źródeł energii.

Choć w debacie publicznej często sprowadza się wszystko do „niebieskiego” i „zielonego”, badanie pokazuje, że różnice wewnątrz tych kategorii nie są małe. Dlatego w bazie nacisk położono na porównanie kosztu i emisji dla każdej ścieżki, z uwzględnieniem realnych warunków w danym kraju: cen gazu ziemnego, cen energii elektrycznej, struktury wytwarzania prądu w sieci oraz kosztu kapitału. Dzięki temu unika się uproszczenia polegającego na porównywaniu technologii w idealnych warunkach, które w praktyce nie istnieją wszędzie.

Najważniejszy wynik: jak duży jest kompromis między kosztem a emisjami

Najczęściej cytowana część pracy dotyczy globalnego scenariusza „pełnego przejścia” na niskoemisyjny amoniak. W takim scenariuszu autorzy kwantyfikują, o ile można obniżyć emisje i jaka jest konsekwencja cenowa.

• Pełne przejście na niebieski amoniak mogłoby zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych związane z łańcuchem dostaw o 70,9%, przy wzroście całkowitego kosztu o 23,2%.
• Pełne przejście na zielony amoniak mogłoby zmniejszyć emisje o 99,7%, ale przy wzroście całkowitego kosztu o 46,0%.

Takie proporcje silnie wpływają na debaty polityczne, ponieważ pokazują, że „prawie zerowe emisje” nie są darmowe — ale też, że duże redukcje mogą być możliwe jeszcze przed pełną „zielonością” systemu, zwłaszcza tam, gdzie istnieją warunki do wychwytu i składowania CO2. Dla planistów i inwestorów ważny jest również przekaz, że największy skok klimatyczny dają ścieżki zielone, ale za cenę, która może wymagać silniejszych zachęt, długoterminowych kontraktów lub mechanizmów regulacyjnych.

Praca ostrzega też przed częstym błędem w debacie publicznej: amoniak produkowany z użyciem energii elektrycznej nie jest automatycznie niskoemisyjny. Jeśli sieć energetyczna nadal jest w dużej mierze kopalna, cykl życia może pozostać emisyjnie intensywny, a koszt rośnie. Innymi słowy, decyduje to, z jakiego źródła pochodzi prąd i jak finansuje się moce, które go wytwarzają. W tym sensie „zielony amoniak” to nie tylko kwestia elektrolizerów, ale także miksu energetycznego i infrastruktury OZE.

Dlaczego logistyka i odległość tras mogą „zjeść” przewagę

Jednym z najbardziej praktycznych wniosków jest to, że długi transport morski może ograniczać zarówno korzyści kosztowe, jak i klimatyczne — nawet gdy produkcja w kraju eksportera jest bardzo korzystna. To ważne, bo przyszły obraz rynku coraz częściej opisuje się poprzez globalne korytarze: regiony z tanimi nośnikami energii produkowałyby amoniak, a ośrodki przemysłowe importowałyby go. Jednak koszty transportu statkami, terminali, magazynowania i ewentualnych procesów konwersji mogą istotnie zmienić rachunek.

Zespół MIT w podsumowaniu podkreśla, że regiony z obfitością tanich zasobów energetycznych mogą utrzymać przewagę ekonomiczną mimo kosztów transportu, ale też, że w krajach o ograniczonych zasobach import czasem może przewyższać produkcję krajową. W praktyce oznacza to, że kluczowa walka będzie dotyczyć tego, gdzie buduje się produkcję, gdzie powstają terminale oraz które trasy i opcje logistyczne dają najlepszy stosunek kosztu do emisji. Jeśli to zignorować, istnieje ryzyko, że „czysta” produkcja na papierze zamieni się w droższy i mniej efektywny klimatycznie łańcuch dostaw w rzeczywistości.

Kto mógłby zostać „dostawcą” niskoemisyjnego amoniaku

Choć wyniki szczegółowe różnią się w zależności od technologii, ogólny przekaz jest jasny: geografia i energia dyktują ekonomię. Kraje z tanim gazem ziemnym są naturalnymi kandydatami do ścieżek niebieskich, bo mogą taniej pozyskać wodór z gazu, a dzięki CCS znacząco obniżyć emisje. Kluczowa jest dostępność i koszt wychwytu CO2 oraz istnienie zbiorników geologicznych lub infrastruktury do trwałego składowania. Kraje bez tych warunków mogą mieć znacznie wyższy koszt dekarbonizacji.

Z drugiej strony, kraje z dużą ilością energii odnawialnej lub potencjałem niskoemisyjnej produkcji prądu mają lepszy punkt wyjścia dla zielonego amoniaku. Ale nawet wtedy decyduje, czy da się zapewnić stabilny, względnie tani prąd potrzebny do elektrolizy i syntezy oraz czy projekt da się sfinansować na warunkach, które nie „zjedzą” przewagi taniego zasobu. Praca podkreśla też, że warunki finansowe nie są kwestią drugorzędną: stopy procentowe, premia za ryzyko i szersze otoczenie inwestycyjne mogą znacząco zmienić opłacalność projektów. W energetyce, zwłaszcza przy dużych instalacjach i infrastrukturze, koszt kapitału bywa równie ważny jak koszt paliwa.

Od badań do realnych projektów: przykład Japonii i Korei Południowej

Debata technologiczna i ekonomiczna już przenika do realnych strategii energetycznych. Japonia i Korea Południowa są często wskazywane jako kraje, które z powodu ograniczonych zasobów krajowych i zależności od importu będą starały się zabezpieczyć niskoemisyjne molekuły poprzez handel międzynarodowy, w tym amoniak. W obu przypadkach istotne są też powody przemysłowe: huty, przemysł chemiczny i wytwarzanie energii szukają opcji, które pozwolą obniżyć emisje bez natychmiastowej pełnej przebudowy systemu.

W Japonii amoniak szczególnie wiąże się z ideą współspalania w elektrowniach węglowych. Reuters poinformował 13 stycznia 2026 r., że japoński producent energii JERA pracuje nad planem osiągnięcia 20% współspalania amoniaku w jednym bloku elektrowni węglowej Hekinan do roku fiskalnego 2029, co miałoby zostać uznane za pierwsze komercyjne wykorzystanie amoniaku jako paliwa tego typu. W tej samej informacji wspomniano plany budowy pojemności magazynowych oraz kontrakty na dostawy niskoemisyjnego amoniaku, przy mechanizmach państwowych pokrywających część różnicy cenowej względem węgla. Widać tu wyraźnie, jak technologia, handel i polityka stają się nierozłączne w jednym równaniu.

Równolegle Japonia i Korea próbują instytucjonalizować współpracę wokół wodoru i jego pochodnych. Japońskie Ministerstwo Gospodarki, Handlu i Przemysłu (METI) ogłosiło, że oba kraje 14 czerwca 2024 r. odbyły pierwszy dialog o współpracy w obszarze wodoru i pochodnych takich jak amoniak, w celu wzmocnienia ram współpracy. Takie formaty sugerują, że nie chodzi wyłącznie o pojedyncze projekty pilotażowe, lecz o ustanowienie reguł, standardów i sygnałów rynkowych umożliwiających długoterminowe inwestycje i pewne dostawy. W praktyce bez wspólnych definicji „czystego” paliwa i bez certyfikacji emisji międzynarodowy handel niskoemisyjnym amoniakiem trudno może stać się stabilnym rynkiem.

Ryzyka, których „węglowo pusta” cząsteczka sama nie rozwiązuje

Amoniak nie zawiera węgla, ale nie jest pozbawiony ryzyka. UNECE w analizie szans i ryzyk ostrzega, że korzyści klimatyczne łatwo przecenić, jeśli pominie się emisje w cyklu życia, zwłaszcza gdy produkcja jest powiązana ze źródłami kopalnymi lub gdy w użytkowaniu i logistyce uwalniają się reaktywne związki azotu. Ponadto amoniak jest toksyczny i korozyjny, więc wymaga rygorystycznych protokołów bezpieczeństwa w magazynowaniu i transporcie. W przypadku spalania kluczowa jest kontrola emisji tlenków azotu, ponieważ „zero CO2” nie oznacza automatycznie „zero” innych zanieczyszczeń.

Dlatego pytania „czy amoniak jest czysty” nie da się sprowadzić do jednego zdania. W niektórych zastosowaniach może ograniczać emisje, w innych może przedłużać życie systemów kopalnych, a w jeszcze innych może okazać się zbyt drogi w porównaniu z alternatywami, takimi jak bezpośrednia elektryfikacja. Właśnie tu takie bazy danych stają się ważne: pozwalają podejmować decyzje na podstawie porównywalnych kosztów i porównywalnych emisji, a nie wrażeń. Jednocześnie mogą pomóc ukierunkować politykę publiczną na technologie i korytarze, które dają największy efekt przy najmniejszych skutkach ubocznych.

Co znaczy mieć porównywalne dane w momencie, gdy rynek się rodzi

Przemysł niskoemisyjnego amoniaku jest na etapie, na którym wciąż definiuje się standardy, certyfikaty i mechanizmy wsparcia. W takim środowisku różnice rzędu kilkudziesięciu procent w kosztach lub emisjach mogą zadecydować, czy projekt zostanie sfinansowany, czy pozostanie na papierze. Zharmonizowane podejście zespołu MIT nie usuwa wszystkich niepewności — bo ceny energii, technologii i kapitału się zmieniają — ale ogranicza problem „nieporównywalnych jabłek i gruszek” w debacie publicznej. Ułatwia to też weryfikację twierdzeń, które często towarzyszą dużym zapowiedziom w energetyce.

Dla przemysłu oznacza to lepszą ocenę, gdzie racjonalnie budować moce i jakimi korytarzami dostarczać. Dla rządów — wyraźniejszy obraz, gdzie zachęty dają największy efekt i które technologie mają sens w konkretnych warunkach krajowych. A dla opinii publicznej — jedno: opowieść o amoniaku jako nośniku energii nie musi być już walką sloganów, lecz dyskusją o liczbach, kompromisach i ryzykach, które można sprawdzić.

Jeśli amoniak ma być rzeczywiście używany jako globalny nośnik energii w nadchodzących dekadach, kolejnym krokiem nie będzie tylko „jeszcze jeden pilotaż”, lecz budowa łańcuchów dostaw łączących oceany, obejmujących magazyny, terminale i standardy certyfikacji. W tym sensie baza danych MIT przychodzi jak mapa, na której po raz pierwszy wyraźnie widać zarówno cenę, jak i ślad węglowy poszczególnych tras — a właśnie trasy będą, jak wszystko wskazuje, miejscem, gdzie rozstrzygnie się przyszła ekonomia niskoemisyjnego amoniaku.

Źródła:
- Energy & Environmental Science (RSC Publishing) – praca naukowa “Toward a sustainable energy future using ammonia as an energy carrier: global supply chain cost and greenhouse gas emissions” (t. 19, s. 162–188; wydanie 13 stycznia 2026; DOI: 10.1039/D5EE05571G) (link)
- The Royal Society – policy briefing o amoniaku, procesie Habera–Boscha, zużyciu energii i emisjach (link)
- UNECE – analiza szans i ryzyk amoniaku jako nośnika energii, z naciskiem na cykl życia i wpływ na powietrze (link)
- Reuters – raport o planie JERA dotyczącym 20% współspalania amoniaku w elektrowni węglowej Hekinan do roku fiskalnego 2029 (opublikowano 13 stycznia 2026) (link)
- METI (Japonia) – komunikat o pierwszym dialogu Japonia-ROK o wodorze i pochodnych takich jak amoniak (14 czerwca 2024) (link)