Í aldarlöngu æðinu um kolefnistopp og kolefnishlutleysi eru lönd um allan heim virkir að leita að næstu kynslóð orkutækni og grænni...ammoníakhefur verið að verða miðpunktur alþjóðlegrar athygli að undanförnu. Í samanburði við vetni er ammoníak að færast úr hefðbundnustu áburðargeiranum í landbúnað yfir í orkugeirainn vegna augljósra kosta þess í geymslu og flutningi.

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

Svo, hvað nákvæmlega er grænt ammóníak? Hver er þróunarstaða þess? Hverjar eru notkunarmöguleikarnir? Er það hagkvæmt?

Grænt ammoníak og þróunarstaða þess

Vetni er aðalhráefnið fyrirammoníakframleiðslu. Þess vegna, í samræmi við mismunandi kolefnislosun í vetnisframleiðsluferlinu, er einnig hægt að flokka ammóníak í eftirfarandi fjóra flokka eftir lit:

Gráttammoníak: Búið til úr hefðbundinni jarðefnaorku (jarðgasi og kolum).

Blátt ammóníak: Óunnið vetni er unnið úr jarðefnaeldsneyti en tækni til kolefnisbindingar og geymslu er notuð í hreinsunarferlinu.

Blágrænt ammóníak: Metanbrjótun brýtur niður metan í vetni og kolefni. Vetnið sem endurheimtist í ferlinu er notað sem hráefni til að framleiða ammóníak með grænni raforku.

Grænt ammoníak: Græn rafmagn sem framleitt er 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.

Þar sem grænt ammóníak framleiðir köfnunarefni og vatn eftir bruna, en ekki koltvísýring, er grænt ammóníak talið vera „kolefnislaust“ eldsneyti og ein mikilvægasta hreina orkugjafann í framtíðinni.

Hin alþjóðlega grænaammoníakMarkaðurinn er enn á frumstigi. Frá alþjóðlegu sjónarhorni er markaðurinn fyrir grænt ammoníak um 36 milljónir Bandaríkjadala árið 2021 og er gert ráð fyrir að hann nái 5,48 milljörðum Bandaríkjadala árið 2030, með meðalárlegum samsettum vexti upp á 74,8%, sem hefur mikla möguleika. Yundao Capital spáir því að heimsframleiðsla á grænu ammoníaki muni fara yfir 20 milljónir tonna árið 2030 og fara yfir 560 milljónir tonna árið 2050, sem nemur meira en 80% af heimsframleiðslu ammoníaks.

Í september 2023 höfðu meira en 60 græn ammoníakverkefni verið tekin í notkun um allan heim, með áætlaða heildarframleiðslugetu upp á meira en 35 milljónir tonna á ári. Græn ammoníakverkefni erlendis eru aðallega dreift í Ástralíu, Suður-Ameríku, Evrópu og Mið-Austurlöndum.

Frá árinu 2024 hefur innlend græn ammoníakiðnaður í Kína þróast hratt. Samkvæmt ófullkomnum tölfræðiupplýsingum hafa meira en 20 græn vetnis-ammoníakverkefni verið kynnt frá árinu 2024. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group o.fl. hafa fjárfest næstum 200 milljarða júana í að efla græn ammoníakverkefni, sem mun losa um mikla framleiðslugetu græns ammoníaks í framtíðinni.

Notkunarsvið fyrir grænt ammoníak

Sem hrein orka hefur grænt ammoníak fjölbreytt notkunarsvið í framtíðinni. Auk hefðbundinnar notkunar í landbúnaði og iðnaði felur það aðallega í sér blöndun orkuframleiðslu, eldsneytisflutninga, kolefnisbindingu, vetnisgeymslu og önnur svið.

1. Skipaiðnaður

Losun koltvísýrings frá skipaflutningum nemur 3% til 4% af heildarlosun koltvísýrings. Árið 2018 samþykkti Alþjóðasiglingamálastofnunin bráðabirgðaáætlun um minnkun gróðurhúsalofttegunda þar sem lagt er til að árið 2030 verði koltvísýringslosun frá skipaflutningum minnkuð um að minnsta kosti 40% miðað við árið 2008 og að stefnt sé að því að hún minnki um 70% fyrir árið 2050. Til að ná fram kolefnislækkun og kolefnislosun í skipaflutningageiranum eru hrein eldsneyti sem koma í stað jarðefnaeldsneytis efnilegasta tæknilega leiðin.

Í skipaiðnaðinum er almennt talið að grænt ammoníak sé eitt helsta eldsneytið til að draga úr kolefnislosun í skipaiðnaðinum í framtíðinni.

Lloyd's Register of Shipping spáði einu sinni að á milli áranna 2030 og 2050 myndi hlutfall ammoníaks sem eldsneyti fyrir skip aukast úr 7% í 20% og koma í stað fljótandi jarðgass og annars eldsneytis og verða mikilvægasta eldsneytið fyrir skip.

2. Orkuframleiðsluiðnaður

AmmoníakBrennsla framleiðir ekki CO2 og ammoníakblönduð brennsla getur nýtt núverandi kolaorkuver án mikilla breytinga á katlahúsinu. Þetta er áhrifarík ráðstöfun til að draga úr losun koltvísýrings í kolaorkuverum.

Þann 15. júlí gáfu Þjóðarþróunar- og umbótanefndin og Orkustofnunin út „Aðgerðaráætlun um kolefnislitla umbreytingu og uppbyggingu kolaorkuvera (2024-2027)“ þar sem lagt var til að eftir umbreytingu og uppbyggingu ættu kolaorkuver að geta blandað meira en 10% af grænu ammóníaki og brennt kolum. Notkun og kolefnislosun minnkar verulega. Það má sjá að blöndun ammóníaks eða hreins ammóníaks í varmaorkuverum er mikilvæg tæknileg stefna til að draga úr kolefnislosun á sviði orkuframleiðslu.

Japan er mikilvægur hvati til orkuframleiðslu með ammoníakblöndu. Japan mótaði „Japan Ammonia Fuel Roadmap 2021-2050“ árið 2021 og mun ljúka sýnikennslu og sannprófun á 20% blönduðu ammoníakeldsneyti í varmaorkuverum fyrir árið 2025; eftir því sem tækni með ammoníakblöndu þroskast mun þetta hlutfall aukast í meira en 50%; um árið 2040 verður hrein ammoníakorkuver byggð.

3. Vetnisgeymsla

Ammoníak er notað sem burðarefni fyrir vetni og þarf að fara í gegnum ferli eins og ammoníakmyndun, fljótandi myndun, flutning og endurútdrátt á gaskenndu vetni. Allt ferlið við umbreytingu ammoníaks og vetnis er fullþroskað.

Sem stendur eru sex helstu leiðir til að geyma og flytja vetni: geymsla og flutningur í háþrýstihylkjum, flutningur undir þrýstingi í gegnum leiðslur, geymsla og flutningur á fljótandi vetni við lágan hita, geymsla og flutningur á fljótandi lífrænum efnum, geymsla og flutningur á fljótandi ammoníaki og geymsla og flutningur á vetni í föstu formi málma. Meðal þeirra er geymsla og flutningur á fljótandi ammoníaki að vinna vetni með ammoníaksmyndun, fljótandi myndun, flutningi og endurgufun. Ammoníak er fljótandi við -33°C eða 1 MPa. Kostnaðurinn við vetnun/afvetnun nemur meira en 85%. Það er ekki næmt fyrir flutningsvegalengd og hentar vel til geymslu og flutninga á vetni í lausu yfir meðallangar og langar vegalengdir, sérstaklega sjóflutninga. Það er ein af efnilegustu leiðunum til vetnisgeymslu og flutninga í framtíðinni.

4. Efnahráefni

Sem hugsanlegur grænn köfnunarefnisáburður og aðalhráefni fyrir græn efni, grænnammoníakmun stuðla eindregið að hraðri þróun iðnaðarkeðjanna „grænt ammoníak + grænn áburður“ og „grænt ammoníakefni“.

Í samanburði við tilbúið ammóníak framleitt úr jarðefnaeldsneyti er gert ráð fyrir að grænt ammóníak muni ekki geta myndað virka samkeppnishæfni sem efnahráefni fyrir árið 2035.