Í aldarlanga æði kolefnishámarks og kolefnishlutleysis eru lönd um allan heim ákaft að leita að næstu kynslóð orkutækni og grænnaammoníaker að verða þungamiðja heimsathygli undanfarið. Í samanburði við vetni er ammoníak að stækka úr hefðbundnasta landbúnaðaráburðinum yfir í orkusviðið vegna augljósra kosta þess við geymslu og flutning.

Faria, sérfræðingur við háskólann í Twente í Hollandi, sagði að með hækkun kolefnisverðs gæti grænt ammoníak orðið framtíðarkonungur fljótandi eldsneytis.

Svo, hvað nákvæmlega er grænt ammoníak? Hver er þróunarstaða þess? Hver eru umsóknarsviðsmyndirnar? Er það hagkvæmt?

Grænt ammoníak og þróunarstaða þess

Vetni er aðalhráefnið íammoníakframleiðslu. Þess vegna, í samræmi við mismunandi kolefnislosun í vetnisframleiðsluferlinu, er einnig hægt að flokka ammoníak í eftirfarandi fjóra flokka eftir litum:

Gráttammoníak: Framleitt úr hefðbundinni jarðefnaorku (jarðgas og kol).

Blát ammoníak: Hrávetni er unnið úr jarðefnaeldsneyti en kolefnisfanga- og geymslutækni er notuð í hreinsunarferlinu.

Blágrænt ammoníak: Metan pyrolysis ferlið sundrar metani í vetni og kolefni. Vetnið sem endurheimt er í ferlinu er notað sem hráefni til að framleiða ammoníak með grænu rafmagni.

Grænt ammoníak: Grænt rafmagn framleitt með endurnýjanlegri orku eins og vind- og sólarorku er notað til að rafgreina vatn til að framleiða vetni og síðan er ammoníak myndað úr köfnunarefni og vetni í loftinu.

Vegna þess að grænt ammoníak framleiðir köfnunarefni og vatn eftir bruna, og framleiðir ekki koltvísýring, er grænt ammoníak talið „núlkolefnis“ eldsneyti og einn af mikilvægustu hreinu orkugjafanum í framtíðinni.

Hinn alþjóðlegi græniammoníakmarkaðurinn er enn á byrjunarstigi. Frá alþjóðlegu sjónarhorni er markaðsstærð græna ammoníaksins um 36 milljónir Bandaríkjadala árið 2021 og búist er við að hún nái 5,48 milljörðum Bandaríkjadala árið 2030, með að meðaltali 74,8% samsettan vöxt á ári, sem hefur töluverða möguleika. Yundao Capital spáir því að árleg framleiðsla á grænu ammoníaki muni fara yfir 20 milljónir tonna árið 2030 og fara yfir 560 milljónir tonna árið 2050, sem svarar til meira en 80% af alþjóðlegri ammoníakframleiðslu.

Frá og með september 2023 hafa meira en 60 grænt ammoníakverkefni verið sett á vettvang um allan heim, með heildar fyrirhugaða framleiðslugetu meira en 35 milljónir tonna á ári. Erlend græn ammoníakverkefni eru aðallega dreift í Ástralíu, Suður Ameríku, Evrópu og Miðausturlöndum.

Síðan 2024 hefur innlendur grænn ammoníakiðnaður í Kína þróast hratt. Samkvæmt ófullnægjandi tölfræði, síðan 2024, hafa meira en 20 græn vetnisammoníakverkefni verið kynnt. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group o.fl. hafa fjárfest næstum 200 milljarða júana í að kynna grænt ammoníakverkefni, sem mun gefa út mikið magn af grænu ammoníakframleiðslugetu í framtíðinni.

Umsóknarsviðsmyndir af grænu ammoníaki

Sem hrein orka hefur grænt ammoníak margs konar notkunarsvið í framtíðinni. Auk hefðbundinnar landbúnaðar- og iðnaðarnotkunar, felur það einnig í sér aðallega blöndun af orkuframleiðslu, flutningseldsneyti, kolefnisbindingu, vetnisgeymslu og öðrum sviðum.

1. Skipaiðnaður

Koltvísýringslosun frá skipum er 3% til 4% af koltvísýringslosun á heimsvísu. Árið 2018 samþykkti Alþjóðasiglingamálastofnunin bráðabirgðaáætlun um að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda, þar sem lagt er til að árið 2030 muni kolefnislosun skipa á heimsvísu minnka um að minnsta kosti 40% samanborið við 2008, og leitast við að minnka um 70% fyrir árið 2050. til að ná kolefnisminnkun og kolefnislosun í skipaiðnaðinum er hreint eldsneyti sem kemur í stað jarðefnaorku vænlegasta tæknilega leiðin.

Almennt er talið í skipaiðnaðinum að grænt ammoníak sé eitt helsta eldsneytið fyrir kolefnislosun í skipaiðnaðinum í framtíðinni.

Lloyd's Register of Shipping spáði einu sinni því að á milli 2030 og 2050 muni hlutfall ammoníaksins sem eldsneytis fyrir flutninga aukast úr 7% í 20% og koma í stað fljótandi jarðgass og annars eldsneytis og verða mikilvægasta skipaeldsneytið.

2. Orkuvinnsluiðnaður

AmmoníakVið bruna myndast ekki CO2 og ammoníakblandaður bruni getur nýtt núverandi kolaorkuver án stórra breytinga á ketilsbyggingunni. Það er áhrifarík aðgerð til að draga úr losun koltvísýrings í kolaorkuverum.

Þann 15. júlí gáfu þróunar- og umbótanefndin og Orkustofnun út „Aðgerðaáætlun um umbreytingu og byggingu kolaorku með litlum kolefni (2024-2027)“, sem lagði til að eftir umbreytingu og byggingu ættu kolaorkueiningar að hafa getu til að blanda meira en 10% af grænu ammoníaki og brenna kolum. Neysla og kolefnislosun minnkar verulega. Það má sjá að blöndun ammoníak eða hreins ammoníak í varmaorkueiningar er mikilvæg tæknileg leið til að draga úr kolefnislosun á orkuvinnslusviðinu.

Japan er mikill hvatamaður að framleiðslu ammoníakblönduðrar brennslu. Japan mótaði „2021-2050 Japan Ammoníak Eldsneytisleiðarvísi“ árið 2021 og mun ljúka sýnikennslu og sannprófun á 20% blönduðu ammoníakeldsneyti í varmaorkuverum árið 2025; eftir því sem ammoníakblöndunartæknin þroskast mun þetta hlutfall hækka í meira en 50%; um 2040 verður hrein ammoníakvirkjun reist.

3. Vetnisgeymsluberi

Ammóníak er notað sem burðarefni fyrir vetnisgeymslu og þarf að fara í gegnum ferla ammóníaksmyndunar, vökvunar, flutnings og endurútdráttar á loftkenndu vetni. Allt ferlið við umbreytingu ammoníak-vetnis er þroskað.

Sem stendur eru sex megin leiðir til geymslu og flutninga vetnis: geymslu og flutningur háþrýstihylkja, flutningur á lofttegundum í leiðslum, geymslu og flutningur á fljótandi vetni við lágt hitastig, geymslu og flutningur á fljótandi lífrænum efnum, geymsla og flutningur á fljótandi ammoníaki og málmur. geymsla og flutningur á föstu vetni. Meðal þeirra er geymsla og flutningur á fljótandi ammoníaki að vinna út vetni með myndun ammoníak, vökvamyndun, flutning og endurgasgun. Ammoníak er fljótandi við -33°C eða 1MPa. Kostnaður við vetnun/vötnun er meira en 85%. Það er ekki viðkvæmt fyrir flutningsfjarlægð og er hentugur fyrir miðlungs og langa geymslu og flutning vetnis í lausu, sérstaklega sjóflutninga. Það er ein vænlegasta leiðin til geymslu og flutninga vetnis í framtíðinni.

4. Kemísk hráefni

Sem hugsanlegur grænn köfnunarefnisáburður og helsta hráefnið fyrir græn efni, græntammoníakmun eindregið stuðla að hraðri þróun iðnaðarkeðjanna „græns ammoníak + grænn áburður“ og „grænt ammoníakefna“.

Í samanburði við tilbúið ammoníak úr jarðefnaorku er gert ráð fyrir að grænt ammoníak muni ekki geta myndað virka samkeppnishæfni sem kemískt hráefni fyrir 2035.