Šimtmetį trukusioje anglies dioksido išmetimo piko ir anglies dioksido neutralumo manijoje viso pasaulio šalys aktyviai ieško naujos kartos energetikos technologijų ir žaliųjų...amoniakaspastaruoju metu sulaukia pasaulinio dėmesio. Palyginti su vandeniliu, amoniakas plečiasi iš tradicinės žemės ūkio trąšų srities į energetikos sritį dėl akivaizdžių pranašumų sandėliuojant ir transportuojant.

Faria, Tventės universiteto Nyderlanduose ekspertas, teigė, kad kylant anglies dioksido kainoms, žaliasis amoniakas gali tapti būsimu skystojo kuro karaliumi.

Taigi, kas tiksliai yra žaliasis amoniakas? Kokia jo kūrimo būsena? Kokie yra taikymo scenarijai? Ar jis ekonomiškas?

Žaliasis amoniakas ir jo vystymosi būsena

Vandenilis yra pagrindinė žaliavaamoniakasgamyba. Todėl, atsižvelgiant į skirtingą anglies dioksido išmetimą vandenilio gamybos procese, amoniaką taip pat galima suskirstyti į šias keturias kategorijas pagal spalvą:

PilkaamoniakasPagaminta iš tradicinės iškastinio kuro (gamtinių dujų ir anglies).

Mėlynasis amoniakas: Neapdorotas vandenilis išgaunamas iš iškastinio kuro, tačiau rafinavimo procese naudojama anglies dioksido surinkimo ir saugojimo technologija.

Mėlynai žalias amoniakas: metano pirolizės proceso metu metanas skaidomas į vandenilį ir anglį. Proceso metu išgautas vandenilis naudojamas kaip žaliava amoniakui gaminti naudojant žaliąją elektros energiją.

Žaliasis amoniakas: Žalioji elektra, pagaminta iš atsinaujinančios energijos, tokios kaip vėjo ir saulės energija, naudojama vandeniui elektrolizuojant vandenilį, o tada amoniakas sintetinamas iš ore esančio azoto ir vandenilio.

Kadangi žaliasis amoniakas po degimo gamina azotą ir vandenį, o ne anglies dioksidą, žaliasis amoniakas laikomas „nulinės anglies“ degalinės tipo kuru ir vienu iš svarbių švarios energijos šaltinių ateityje.

Pasaulinis žaliasisamoniakasrinka dar tik žengia pirmuosius žingsnius. Pasauliniu mastu žaliojo amoniako rinkos dydis 2021 m. siekė apie 36 mln. JAV dolerių ir tikimasi, kad 2030 m. jis pasieks 5,48 mlrd. JAV dolerių, o vidutinis metinis sudėtinio augimo tempas sieks 74,8 %, o tai turi didelį potencialą. „Yundao Capital“ prognozuoja, kad pasaulinė metinė žaliojo amoniako gamyba 2030 m. viršys 20 mln. tonų, o 2050 m. – 560 mln. tonų, tai sudarys daugiau nei 80 % pasaulinės amoniako gamybos.

2023 m. rugsėjo mėn. duomenimis, visame pasaulyje buvo įdiegta daugiau nei 60 žaliojo amoniako projektų, kurių bendras planuojamas gamybos pajėgumas viršija 35 mln. tonų per metus. Užsienio žaliojo amoniako projektai daugiausia vykdomi Australijoje, Pietų Amerikoje, Europoje ir Artimuosiuose Rytuose.

Nuo 2024 m. Kinijos vidaus žaliojo amoniako pramonė sparčiai vystėsi. Remiantis nepilna statistika, nuo 2024 m. buvo įgyvendinta daugiau nei 20 žaliojo vandenilio amoniako projektų. „Envision Technology Group“, „China Energy Construction“, „State Power Investment Corporation“, „State Energy Group“ ir kt. investavo beveik 200 milijardų juanių į žaliojo amoniako projektų skatinimą, o tai ateityje leis atlaisvinti didelius žaliojo amoniako gamybos pajėgumus.

Žaliojo amoniako taikymo scenarijai

Kaip švari energija, žaliasis amoniakas ateityje turės įvairių pritaikymo scenarijų. Be tradicinio žemės ūkio ir pramonės panaudojimo, jis taip pat daugiausia naudojamas maišant elektros energiją, laivybos kurą, anglies fiksaciją, vandenilio saugojimą ir kitose srityse.

1. Laivybos pramonė

Laivybos išmetamas anglies dioksido kiekis sudaro 3–4 % pasaulinio anglies dioksido kiekio. 2018 m. Tarptautinė jūrų organizacija priėmė preliminarią šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo mažinimo strategiją, kurioje siūloma iki 2030 m. sumažinti pasaulinį laivybos anglies dioksido išmetimą bent 40 %, palyginti su 2008 m., ir siekti iki 2050 m. sumažinti jį 70 %. Siekiant sumažinti anglies dioksido išmetimą ir dekarbonizuoti laivybos pramonę, perspektyviausia techninė priemonė yra švarus kuras, pakeičiantis iškastinį kurą.

Laivybos pramonėje paprastai manoma, kad žaliasis amoniakas yra vienas pagrindinių degalų, skirtų laivybos pramonės dekarbonizacijai ateityje.

„Lloyd's Register of Shipping“ kartą prognozavo, kad nuo 2030 iki 2050 m. amoniako, kaip laivybos kuro, dalis padidės nuo 7 % iki 20 %, pakeisdamas suskystintas gamtines dujas ir kitus degalus ir tapdamas svarbiausiu laivybos kuru.

2. Elektros energijos gamybos pramonė

AmoniakasDegimo metu neišsiskiria CO2, o deginant amoniaku mišriu kuru galima naudoti esamas anglimi kūrenamas elektrines be didelių katilo korpuso pakeitimų. Tai veiksminga priemonė anglies dioksido išmetimui anglimi kūrenamose elektrinėse mažinti.

Liepos 15 d. Nacionalinė plėtros ir reformų komisija bei Nacionalinė energetikos administracija paskelbė „Mažai anglies dioksido išskiriančios transformacijos ir anglimi kūrenamų elektrinių statybos veiksmų planą (2024–2027 m.)“, kuriame siūloma, kad po transformacijos ir statybos anglimi kūrenamos elektrinės turėtų turėti galimybę maišyti daugiau nei 10 % žaliojo amoniako ir deginti anglį. Suvartojimas ir anglies dioksido išmetimo lygis gerokai sumažėja. Matyti, kad amoniako arba gryno amoniako maišymas šiluminėse elektrinėse yra svarbi techninė kryptis siekiant sumažinti anglies dioksido išmetimą elektros energijos gamybos srityje.

Japonija yra pagrindinė amoniako mišinio degimo energijos gamybos propaguotoja. 2021 m. Japonija parengė „2021–2050 m. Japonijos amoniako kuro naudojimo planą“ ir iki 2025 m. užbaigs 20 % amoniako mišinio kuro demonstravimą ir patikrinimą šiluminėse elektrinėse; amoniako mišinio technologijai tobulėjant, ši dalis padidės iki daugiau nei 50 %; maždaug iki 2040 m. bus pastatyta gryno amoniako jėgainė.

3. Vandenilio kaupimo nešiklis

Amoniakas naudojamas kaip vandenilio nešiklis ir turi pereiti amoniako sintezės, suskystinimo, transportavimo ir dujinio vandenilio pakartotinio išgavimo procesus. Visas amoniako-vandenilio konversijos procesas yra subrendęs.

Šiuo metu yra šeši pagrindiniai vandenilio saugojimo ir transportavimo būdai: aukšto slėgio cilindrų saugojimas ir transportavimas, vamzdynų dujinis slėginis transportavimas, žemos temperatūros skysto vandenilio saugojimas ir transportavimas, skystų organinių medžiagų saugojimas ir transportavimas, skysto amoniako saugojimas ir transportavimas bei metalinio kieto vandenilio saugojimas ir transportavimas. Tarp jų skysto amoniako saugojimas ir transportavimas yra vandenilio išgavimas amoniako sintezės, suskystinimo, transportavimo ir pakartotinio dujinimo būdu. Amoniakas suskystinamas -33 °C arba 1 MPa slėgyje. Hidrinimo/dehidrinimo kaina sudaro daugiau nei 85 %. Jis nepriklauso nuo transportavimo atstumo ir tinka birių vandenilio kiekių saugojimui ir transportavimui vidutiniais ir ilgais atstumais, ypač vandenynų transportavimui. Tai vienas perspektyviausių vandenilio saugojimo ir transportavimo būdų ateityje.

4. Cheminės žaliavos

Kaip potenciali žalioji azoto trąša ir pagrindinė žaliųjų cheminių medžiagų žaliava, žaliojiamoniakasstipriai skatins spartų „žaliojo amoniako + žaliųjų trąšų“ ir „žaliojo amoniako chemijos“ pramonės grandinių vystymąsi.

Palyginti su sintetiniu amoniaku, pagamintu iš iškastinio kuro, tikimasi, kad žaliasis amoniakas iki 2035 m. negalės tapti veiksmingai konkurencinga kaip cheminė žaliava.