Šimtmetį besitęsiančiomis anglies dioksido piko ir anglies neutralumo pamišimu viso pasaulio šalys aktyviai ieško naujos kartos energetikos technologijų ir ekologiškųamoniakopastaruoju metu tampa viso pasaulio dėmesio centre. Palyginti su vandeniliu, dėl akivaizdžių pranašumų sandėliuojant ir transportuojant amoniakas plečiasi iš tradicinio žemės ūkio trąšų lauko į energetikos lauką.

Faria, Nyderlandų Tventės universiteto ekspertė, teigė, kad augant anglies dioksido kainoms žalias amoniakas gali tapti būsimu skystojo kuro karaliumi.

Taigi, kas tiksliai yra žalias amoniakas? Kokia jo vystymosi būklė? Kokie yra taikymo scenarijai? Ar tai ekonomiška?

Žaliasis amoniakas ir jo vystymosi būklė

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

Pilkaamoniako: Pagaminta iš tradicinės iškastinės energijos (gamtinių dujų ir anglies).

Mėlynas amoniakas: žalias vandenilis išgaunamas iš iškastinio kuro, tačiau rafinavimo procese naudojama anglies 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 elektros energija, pagaminta naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius, pvz., vėjo ir saulės energiją, naudojama vandens elektrolizei gaminti vandenilį, o tada amoniakas sintetinamas iš ore esančio azoto ir vandenilio.

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

Pasaulio žaliaamoniakorinka dar tik pradeda formuotis. Žvelgiant iš pasaulinės perspektyvos, žaliojo amoniako rinkos dydis 2021 m. yra apie 36 mln. JAV dolerių, o 2030 m. ji turėtų siekti 5,48 mlrd. „Yundao Capital“ prognozuoja, kad pasaulinė metinė žaliojo amoniako gamyba 2030 m. viršys 20 mln. tonų, o 2050 m. viršys 560 mln.

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

Nuo 2024 m. vidaus žaliojo amoniako pramonė Kinijoje sparčiai vystėsi. Neišsamios statistikos duomenimis, nuo 2024 metų buvo skatinama 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, skatindamos žaliojo amoniako projektus, kurie ateityje išlaisvins daug žaliojo amoniako gamybos pajėgumų.

Žaliojo amoniako taikymo scenarijai

Žaliasis amoniakas, kaip švari energija, ateityje gali būti panaudotas įvairiais scenarijais. Be tradicinio naudojimo žemės ūkyje ir pramonėje, ji taip pat daugiausia apima energijos gamybos maišymą, kuro transportavimą, anglies fiksavimą, vandenilio saugojimą ir kitas sritis.

1. Laivybos pramonė

Anglies dioksido išmetimas iš laivybos sudaro 3–4 % viso pasaulio anglies dioksido emisijų. 2018 m. Tarptautinė jūrų organizacija priėmė preliminarią šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo mažinimo strategiją, kurioje siūloma, kad iki 2030 m. pasaulinės laivybos anglies dvideginio išmetimas būtų sumažintas bent 40 %, palyginti su 2008 m., o iki 2050 m. – 70 %. Siekiant sumažinti anglies dioksido kiekį ir dekarbonizuoti laivybos pramonę, švarus kuras, pakeičiantis iškastinę energiją, yra perspektyviausia techninė priemonė.

Laivybos pramonėje paprastai manoma, kad žalias amoniakas yra vienas iš pagrindinių dekarbonizacijos kuro laivybos pramonėje ateityje.

„Lloyd's Register of Shipping“ kažkada prognozavo, kad 2030–2050 m. amoniako, kaip laivybos kuro, dalis padidės nuo 7% iki 20%, pakeisdama suskystintas gamtines dujas ir kitą kurą ir taps svarbiausiu laivybos kuru.

2. Energijos gamybos pramonė

Amoniakasdeginant nesusidaro CO2, o deginant su amoniaku galima panaudoti esamus anglimi kūrenamų elektrinių įrenginius be didelių katilo korpuso modifikacijų. Tai veiksminga priemonė anglies dvideginio išmetimui anglimi kūrenamose elektrinėse sumažinti.

Liepos 15 d. Nacionalinė plėtros ir reformų komisija ir Nacionalinė energetikos administracija paskelbė „Mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių anglies energijos transformavimo ir statybos veiksmų planą (2024–2027 m.)“, kuriame siūloma, kad po pertvarkos ir pastatymo anglies jėgainės turėtų turėti galimybė sumaišyti daugiau nei 10% žaliojo amoniako ir deginti anglį. Vartojimo ir anglies emisijos lygis gerokai sumažėja. Matyti, kad amoniako arba gryno amoniako maišymas šiluminiuose blokuose yra svarbi techninė anglies emisijos mažinimo kryptis elektros gamybos srityje.

Japonija yra pagrindinė amoniako mišinio degimo energijos gamybos propaguotoja. 2021 m. Japonija suformulavo „2021–2050 m. Japonijos amoniako kuro veiksmų planą“ ir iki 2025 m. užbaigs 20 % mišraus amoniako kuro demonstravimą ir patikrinimą šiluminėse elektrinėse; bręstant amoniako maišymo technologijai ši dalis padidės iki daugiau nei 50 %; maždaug iki 2040 m. bus pastatyta gryno amoniako elektrinė.

3. Vandenilio laikymo laikiklis

Amoniakas naudojamas kaip vandenilio saugojimo nešiklis, jam reikia atlikti amoniako sintezės, skystinimo, transportavimo ir dujinio vandenilio pakartotinio ekstrahavimo procesus. Visas amoniako ir vandenilio konversijos procesas yra subrendęs.

Šiuo metu yra šeši pagrindiniai vandenilio saugojimo ir transportavimo būdai: aukšto slėgio balionų laikymas ir transportavimas, dujinis suslėgtas transportavimas, skysto vandenilio laikymas ir transportavimas žemoje temperatūroje, skysto organinio laikymas ir transportavimas, skysto amoniako saugojimas ir transportavimas bei metalas. kieto vandenilio saugojimas ir transportavimas. Tarp jų skysto amoniako saugojimas ir transportavimas yra vandenilio išgavimas per amoniako sintezę, skystinimą, transportavimą ir dujinimą. Amoniakas suskystinamas esant -33°C arba 1MPa. Hidrinimo/dehidrinimo kaina sudaro daugiau nei 85 proc. Jis nėra jautrus transportavimo atstumui ir tinka vidutiniam ir dideliems atstumams laikyti ir transportuoti birų vandenilį, ypač gabenant vandenyną. Tai vienas perspektyviausių vandenilio saugojimo ir transportavimo būdų ateityje.

4. Cheminės žaliavos

Kaip potenciali žalioji azoto trąša ir pagrindinė žaliųjų cheminių medžiagų žaliava, žaliaamoniakostipriai skatins sparčią „žaliojo amoniako + žaliosios trąšos“ ir „žaliojo amoniako chemijos“ pramonės tinklų plėtrą.

Palyginti su sintetiniu amoniaku, pagamintu iš iškastinės energijos, tikimasi, kad žaliasis amoniakas kaip cheminė žaliava nesugebės efektyviai konkurencingi iki 2035 m.