ECN



maandag 29 september 2008 11:15

100 jaar ammoniaksynthese: hoe een enkel patent de wereld veranderde

Dankzij het Haber-Bosch proces voor de synthese van ammoniak uit
atmosferisch stikstof zijn biljoenen mensen gevoed, miljoenen gestorven in
gewapende conflicten en is een stroom van veranderingen in het milieu op
gang gekomen. Dit concluderen wetenschappers van vier gerenommeerde
onderzoekscentra op het gebied van milieuonderzoek in een zojuist verschenen
artikel in Nature Geoscience. Het artikel verschijnt 100 jaar nadat Fritz
Haber de synthese van ammoniak uit de elementen patenteerde, waarvoor hij in
1918 de Nobelprijs voor Scheikunde ontving.

Hoofdauteur Jan Willem Erisman van het Energieonderzoek Centrum
Nederland (ECN) verklaart: De groeiende vraag naar voedsel en
biobrandstoffen dagen velen uit tot een efficiënter gebruik van
kunstmest en duurzame energie. Haber-Bosch is misschien wel de
belangrijkste uitvinding van de twintigste eeuw, maar het heeft veel
neveneffecten. Nu hebben we behoefte aan een nieuwe uitvinding die de
wereld evenzeer verandert, zonder de milieuconsequenties.

Het artikel beschrijft dat de wereld waarin we nu leven is gevormd
door, en sterk afhankelijk is van, HaberBosch stikstof. Deze extra
stikstof maakte grootschalige productie van explosieven mogelijk, met
als gevolg miljoenen slachtoffers. Aan de andere kant creëerde het een
reusachtige chemische industrie die de maatschappij grondstoffen en
goederen leverde. Het meeste effect had echter de grootschalige
productie van kunstmest, die door verhoogde voedselproductie bijna de
halve wereld bevolking helpt voeden.

Tegenover de enorme voordelen die het gebruik van stikstof als
kunstmest heeft, staan de vele neveneffecten van kunstmest die in het
milieu terechtkomt, zoals verminderde biodiversiteit en algenplagen in
zee. Stikstofverbindingen bedreigen de kwaliteit van het drinkwater en
dragen bij aan luchtvervuiling en klimaatverandering. Hiermee wordt de
kwaliteit van leven en de gezondheid van grote delen van de
wereldbevolking bedreigd.

Toekomstscenarios
Toekomstscenarios suggereren dat deze problemen extremer worden als
gevolg van een verdubbeling van het gebruik van kunstmest in de
komende eeuw. De noodzaak hiervan wordt deels veroorzaakt door de
groeiende behoefte aan stikstofverslindende biobrandstoffen. Deze
milieu-uitdagingen benadrukken de noodzaak van een nieuwe uitvinding,
even invloedrijk als het Haber-Bosch proces, die zowel voor
maatschappij als milieu voordelen heeft.

In het artikel stellen de auteurs vast dat de huidige maatschappij
afhankelijk is van een stikstofgebaseerde economie. Zij bespreken
enkele van de uitdagingen die deze afhankelijkheid de komende 100 jaar
waarschijnlijk met zich mee zal brengen.

De wereldwijde stikstofbelasting is een onderwerp dat zeker meer
aandacht zal krijgen in de toekomst. De Europese Commissie financiert
bijvoorbeeld het NitroEurope project, een consortium van meer dan 60
onderzoeksinstituten die de effecten van reactieve stikstof op het
broeikaseffect onderzoeken. De resultaten zullen worden gebruikt in de
Task Force on Reactive Nitrogen, die onlangs door de Europese
Economische Commissie van Europa is opgericht.

Mondiaal probleem
Mark Sutton van het Engelse Centre for Ecology & Hydrology, een van de
twee voorzitters van de VN Taskforce en één van de auteurs van het
artikel, stelt: Het is opmerkelijk hoe een eeuw van Haber-Bosch
stikstof onze levens heeft veranderd. Zonder dat zou de helft van ons
nu misschien niet in leven zijn. Tegelijkertijd is het effect van
stilstof op het milieu een mondiaal probleem. Om het effect te
verminderen, moeten we stikstof efficiënter gaan gebruiken, vooral in
de voedselproductie.

Het onderzoeksprogramma van Erisman en zijn collegas bij ECN benadrukt
de rol van bioenergie in de stikstofcyclus. ECN ontwikkelt tweede
generatie technologie voor bioenergie en biobrandstoffen die het
gebruik van kunstmest in de toekomst helpen terugdringen.

Nature Geoscience: How a century of ammonia synthesis changed the
world
DOI: 10.1038/ngeo325

Auteurs
Jan Willem Erisman is unitmanager Biomassa, Kolen en Milieuonderzoek
(BKM) van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) te Petten.

Co-auteurs van het artikel zijn:
Mark A. Sutton, Centre for Ecology & Hydrology, Edinburgh Research
Station, Bush Estate, Penicuik, Midlothian, EH26 0QB, UK
James Galloway, Environmental Sciences, University of Virginia, P.O.
Box 400123, 291 McCormick Rd, Charlottesville, VA 22904, USA
Zbigniew Klimont, International Institute for Applied Systems Analysis
(IIASA), Schlossplatz 1, A-2361 Laxenburg, Austria
Wilfried Winiwarter, International Institute for Applied Systems
Analysis (IIASA), Schlossplatz 1, A-2361 Laxenburg, Austria and
Austrian Research Centers, Donau-City Str. 1, A-1220 Vienna, Austria

Voor meer informatie
Jan Willem Erisman (Energy Research Centre of the Netherlands, Petten,
Netherlands)
T: +31 224 56 4155 E: erisman@remove-this.ecn.nl
Kate Groves, Centre for Ecology & Hydrology, T: +44(0)7920 727 653
E: groves@remove-this.ceh.ac.uk
---