Villigen/Zürich – Die Zukunft der Ammoniakproduktion könnte kleiner und näher am Verbraucher liegen. Seit mehr als hundert Jahren wird der für die Landwirtschaft unverzichtbare Grundstoff vor allem in großen zentralen Anlagen hergestellt. Eine globale Analyse unter Beteiligung des Paul Scherrer Instituts (PSI) zeigt nun, unter welchen Bedingungen modulare, dezentrale Anlagen nicht nur klimaverträglicher, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll sein können. Die am Freitag veröffentlichte Studie liefert neue Erkenntnisse für die Dekarbonisierung einer der emissionsintensivsten Sparten der chemischen Industrie.
Ammoniak ist das Herzstück der modernen Düngemittelproduktion. Ohne das Haber-Bosch-Verfahren, bei dem Stickstoff aus der Luft mit Wasserstoff verbunden wird, wäre die globale Ernährungssicherheit kaum vorstellbar. Die Kehrseite: Die konventionelle Herstellung erfolgt meist in großen zentralen Anlagen mit Wasserstoff aus Erdgas und verursacht schätzungsweise ein bis zwei Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen.
Die Forschenden des PSI, der ETH Zürich und der Carnegie Institution for Science in Stanford haben in rund 13.000 Szenarien untersucht, wann dezentrale Anlagen auf Basis von grünem Wasserstoff – also Wasserstoff aus Elektrolyse mit erneuerbarem Strom – Vorteile bieten können. „Dezentrale Anlagen können Lieferketten verkürzen, Emissionen senken und die Versorgung robuster machen“, erklärt Erstautor Tom Terlouw vom PSI. Entscheidend seien dabei vor allem der Standort und die verfügbare Stromquelle.
Hybridanlagen als pragmatische Zwischenlösung
Besonders gut schneiden sogenannte Hybridanlagen ab, die lokalen Wind- und Solarstrom mit Netzstrom kombinieren. Vollständig netzunabhängige Anlagen mit großen Speichern seien dagegen derzeit noch deutlich teurer. In Regionen mit günstigem Strom und einem hohen Anteil erneuerbarer Energien – etwa in Teilen Chinas, der Niederlande oder auch der Schweiz – könne elektrisch produziertes Ammoniak bereits nahe an die Kosten der fossilen Variante herankommen.
Die Ergebnisse der Studie sprechen allerdings gegen einfache Antworten. Wo der Netzstrom weiterhin stark auf Kohle basiert, etwa in Polen oder Südafrika, kann die Klimabilanz einer elektrisch betriebenen Produktion sogar schlechter ausfallen als beim klassischen Verfahren. Entscheidend ist deshalb die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus – von der Herstellung der Elektrolyseure bis zur Produktion der Anlagen für Solar- und Windenergie.
Bedeutung für Europa und die Schweiz
Für die Schweiz, die über keine industrielle Ammoniakproduktion im klassischen Sinne verfügt und Mineraldünger sowie entsprechende Vorprodukte aus dem Ausland bezieht, könnten lokale Anlagen grundsätzlich interessant sein. Der vergleichsweise CO₂-arme Strommix mit hohen Anteilen von Wasserkraft und Kernenergie bietet dabei einen Standortvorteil. Bis 2050 erwarten die Autoren durch sinkende Kosten für Elektrolyseure und Speicher eine deutliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.
Die Technologie steht zugleich im Zusammenhang mit den umfassenderen europäischen und schweizerischen Bemühungen um eine klimafreundlichere Industrie. Ammoniak ist nicht nur für die Düngemittelproduktion relevant, sondern gilt auch als möglicher klimafreundlicher Treibstoff für die Schifffahrt. Die Europäische Union fördert bereits Projekte für grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte; auch in Deutschland wird im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie über dezentrale Lösungen diskutiert.
Zwischen Hoffnung und Realismus
Die PSI-Studie ist kein Plädoyer für eine flächendeckende Verlagerung der Ammoniakproduktion in kleine Anlagen. Sie zeigt vielmehr, dass die Bedingungen vor Ort entscheidend sind. Strompreise, Energiequellen, Infrastruktur und politische Rahmenbedingungen bestimmen darüber, ob eine dezentrale Produktion tatsächlich Vorteile bringt.
Kritiker einer schnellen Dekarbonisierung werden einwenden, dass die dafür notwendigen enormen Strommengen die Herausforderungen der Energiewende weiter verschärfen könnten. Befürworter sehen hingegen die Möglichkeit, Abhängigkeiten von globalen Lieferketten und fossilen Energieträgern zu verringern – ein Aspekt, der durch geopolitische Spannungen und Störungen wichtiger Handelswege zusätzliche Bedeutung gewonnen hat.
Ob sich ein „Haber-Bosch 2.0“ durchsetzen wird, hängt damit weniger allein von der technischen Machbarkeit ab als von den jeweiligen Rahmenbedingungen. Die Schweizer Analyse zeigt: Dezentrale Ammoniakproduktion ist kein universelles Modell – kann aber an den richtigen Standorten eine ernsthafte Alternative werden.
Originalveröffentlichung
Haber-Bosch 2.0 for low-carbon ammonia production: A global techno-economic and environmental assessment
Tom Terlouw, Christian Bauer, Peter Burgherr, Russell McKenna, Lorenzo Rosa
Energy & Environmental Science, 14.07.2026 (online)
DOI: 10.1039/d6ee01125j
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