Haber-Boschmetoden och dess nytta

 

Haber-Boschmetoden och dess nytta

Haber-Boschmetoden är den vanligast förekommande metoden för att framställa ammoniak från kväve och väte, som sedan främst blir kvävegödselmedel, men metoden har skapats av aningen kontroversiella vetenskapsmän. Tillvägagångsättet är att vätgas först produceras genom att låta vattenånga reagera med en naturgas, oftast metan, vilket är en energikrävande process. Därefter reagerar produkterna med kvävgas från luften, då får man restprodukter som vatten och koldioxid, men även ammoniak. Dock får man inte särskilt mycket ammoniak, så för att manipulera den kemiska jämvikten ökar man temperaturen till ca 400°C samt höjer trycket till runt 20–30 MPa. Detta sker i ett syntestorn och tillsammans med en katalysator–oftast järnatomer, som gör att förloppet sker fortare samtidigt som det kontinuerligt tillsätts mer kvävgas och vätgas. Systemet kyls sedan ner i ett kyltorn där flytande ammoniak bildas (1). Ammoniaken används sedan som råvara i skapandet av kvävegödselmedel, där andra kemiska råvaror tillkommer. De vanligaste kvävegödseltyperna är ammoniumnitrat, ammoniumsulfat och urea (2).

 

Processen skapades först av Fritz Haber som ett sätt för Tyskland, som var på brinken för krig, att kunna självförsörja sig med ammoniak. Detta skulle användas till konstgödsel, men även till sprängmedel så att landet skulle kunna bevara tillförseln av explosiva granater till krigsfronten vid en handelsblockad vilket var det egentliga syftet. Med hjälp av Carl Bosch förbättrades och industrialiserades metoden för att kunna försörja hela Tyskland och stärka krigsmakten (3). På så sätt bidrog metoden till att förlänga det första världskriget och därigenom öka dödligheten. Annars hade Tyskland inte kunnat självförsörjas och därför tvingats till kapitulation, vilket hade minskat tiden som kriget pågick under. Även motivet Haber hade för att utveckla denna metod– att stärka Tysklands krigsmakt, visar på suboptimala intentioner, även om han också såg potentialen i bildandet av konstgödsel.

 

 Metoden är som sagt den främsta utvinningsmetoden av ammoniak och har således bidragit ofantligt mycket till människans välstånd. Genom att säkra tillförsel av ammoniak, varav cirka 80% bildar konstgödsel, har den mängd människor Jorden kan försörja genom lantbruk ökat otroligt mycket. Utan denna metod hade föda för 3 miljarder människor kunnat odlas, men denna metod har tillåtit befolkningsökningen där cirka 4,5 miljarder ytterligare lever tack vare denna metod. (4) Detta är givetvis positivt ur det humanitära perspektivet, men kan innebära problem med överbefolkning. Eftersom att befolkningen är väldigt hög och många konsumerar mer än Jordens bärkraft, vilket innebär att vi sliter ut planeten, bidrar denna metod till klimatrelaterade problem och dylikt, även om det är tämligen orimligt att skylla på denna metod, då det är människors attityd och tillvägagångsätt som utgör grunden till problemet. Hade befolkning dock varit mindre hade detta inte varit ett lika stort problem.

 

Själva framställningsmetoden av ammoniak bidrar även den till utsläpp. Det krävs energi att framställa vätgas i början av processen och även att driva själva maskinen, alltså att se till att tillförseln av gaserna är säkrad samt hålla trycket och temperaturen väldigt högt. Ytterligare klimatpåverkan sker då näringsämnen kommer ut i naturen i överflöd, vilket bidrar till övergödning. Ur detta kan sedan algblomning och bottendöd i sjöar ske. En biprodukt vid tillverkning av kvävegödselmedlen är, förutom koldioxiden som släpps ut, lustgas, vilket är en enormt stark växthusgas, vilket givetvis är dåligt för klimatförändringar. Dock är utvecklingen på väg åt rätt håll. Exempelvis sänktes lustgasutsläppen med omkring 90% hos en av de största tillverkarna till följd av ny och förbättrad teknik samt att 2/3 av alla totala växthusgasutsläpp eliminerades till följd av detta, vilket gör detta till en mer långsiktig investering (5).

 

 

Slutligen vill jag påstå att denna metod gjort gott för mänskligheten. Trots dess ursprungliga syfte för krigsföring och dess påverkan på miljön har denna process ökat levnadsstandarden för mänskligheten och tillåtit oss att ha en säkrare matproduktion. Utan denna metod hade vi varit färre människor, men matproduktionen hade varit oerhört känsligare och mer sårbar för eventuella naturkatastrofer eller dylikt. Även om risken finns att industrin sätter stopp för produktionen i stora delar genom t ex en kollektiv strejk då de har mer makt, har vi mer kontroll över matproduktionen överlag, vilket jag anser vara oerhört positivt. Dessutom blir miljöpåverkan allt mindre tack vare teknik som fortsätter att utvecklas. Denna metod ser jag som ett steg i rätt riktning mot den långsiktiga och hållbara framtiden jag vill tro på.

 

 

Referenslista:

1.      Andersson, Ellervik, Rydén, Sonesson, Svahn & Tullberg. Gymnasiekemi 2. ISBN 978-91-47-10730-8. Stockholm. Liber AB. 2013. S. 46 av totalt 386.

2.     Ahlgren, S., Bauer, F., Hulteberg, C. (2015). ”Produktion av kvävegödsel baserad på förnybar energi - en översikt av teknik, miljöeffekter och ekonomi för några alternativ. Rapport nr 082. Institutionen för energi och teknik”, Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala. Sida 7-8.

3.     Niklas Dahlin. ”Mannen som skapade det kemiska kriget”. Ny Teknik. Nr 1 år 2017 (2017-04-29). https://www.nyteknik.se/teknikhistoria/mannen-som-skapade-det-kemiska-kriget-6843557. (Hämtad 2019-02-26)

4.     Daniel D. Dulek. ”The chemical reaction that feeds the world”. TED Ed. 2013-11-13. https://ed.ted.com/lessons/the-chemical-reaction-that-feeds-the-world-daniel-d-dulek

5.     Per Snaprud. “Gödsel blir klimatvänligare”. Forskning och framsteg. Nr 8 år 2008 (2008-12-01). https://fof.se/tidning/2008/8/artikel/godsel-blir-klimatvanligare (Hämtad 2019-02-26)