Στην αιωνόβια τρέλα της αιχμής του άνθρακα και της ουδετερότητας άνθρακα, οι χώρες σε όλο τον κόσμο αναζητούν ενεργά την επόμενη γενιά ενεργειακής τεχνολογίας και πράσινηςαμμωνίαέχει γίνει το επίκεντρο της παγκόσμιας προσοχής πρόσφατα. Σε σύγκριση με το υδρογόνο, η αμμωνία επεκτείνεται από το πιο παραδοσιακό πεδίο γεωργικών λιπασμάτων στον ενεργειακό τομέα λόγω των προφανών πλεονεκτημάτων της στην αποθήκευση και τη μεταφορά.

Η Faria, ειδικός στο Πανεπιστήμιο του Twente στην Ολλανδία, είπε ότι με την άνοδο των τιμών του άνθρακα, η πράσινη αμμωνία μπορεί να είναι ο μελλοντικός βασιλιάς των υγρών καυσίμων.

Λοιπόν, τι ακριβώς είναι η πράσινη αμμωνία; Ποια είναι η κατάσταση ανάπτυξής του; Ποια είναι τα σενάρια εφαρμογής; Είναι οικονομικό;

Η πράσινη αμμωνία και η κατάσταση ανάπτυξής της

Το υδρογόνο είναι η κύρια πρώτη ύλη γιααμμωνίαπαραγωγή. Επομένως, σύμφωνα με τις διαφορετικές εκπομπές άνθρακα στη διαδικασία παραγωγής υδρογόνου, η αμμωνία μπορεί επίσης να ταξινομηθεί στις ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες ανά χρώμα:

Γκρίαμμωνία: Κατασκευασμένο από παραδοσιακή ορυκτή ενέργεια (φυσικό αέριο και άνθρακας).

Μπλε αμμωνία: Το ακατέργαστο υδρογόνο εξάγεται από ορυκτά καύσιμα, αλλά η τεχνολογία δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα χρησιμοποιείται στη διαδικασία διύλισης.

Μπλε-πράσινη αμμωνία: Η διαδικασία πυρόλυσης μεθανίου αποσυνθέτει το μεθάνιο σε υδρογόνο και άνθρακα. Το υδρογόνο που ανακτάται στη διαδικασία χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αμμωνίας χρησιμοποιώντας πράσινο ηλεκτρισμό.

Πράσινη αμμωνία: Η πράσινη ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, χρησιμοποιείται για την ηλεκτρόλυση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου, και στη συνέχεια η αμμωνία συντίθεται από το άζωτο και το υδρογόνο στον αέρα.

Επειδή η πράσινη αμμωνία παράγει άζωτο και νερό μετά την καύση και δεν παράγει διοξείδιο του άνθρακα, η πράσινη αμμωνία θεωρείται καύσιμο «μηδενικού άνθρακα» και μία από τις σημαντικές πηγές καθαρής ενέργειας στο μέλλον.

Το παγκόσμιο πράσινοαμμωνίαη αγορά είναι ακόμη στα σπάργανα. Από παγκόσμια σκοπιά, το μέγεθος της αγοράς πράσινης αμμωνίας είναι περίπου 36 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2021 και αναμένεται να φτάσει τα 5,48 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2030, με μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης σύνθετων 74,8%, το οποίο έχει σημαντικές δυνατότητες. Η Yundao Capital προβλέπει ότι η παγκόσμια ετήσια παραγωγή πράσινης αμμωνίας θα ξεπεράσει τους 20 εκατομμύρια τόνους το 2030 και τους 560 εκατομμύρια τόνους το 2050, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 80% της παγκόσμιας παραγωγής αμμωνίας.

Από τον Σεπτέμβριο του 2023, περισσότερα από 60 έργα πράσινης αμμωνίας έχουν αναπτυχθεί παγκοσμίως, με συνολική προγραμματισμένη παραγωγική ικανότητα άνω των 35 εκατομμυρίων τόνων/έτος. Τα υπερπόντια έργα πράσινης αμμωνίας διανέμονται κυρίως στην Αυστραλία, τη Νότια Αμερική, την Ευρώπη και τη Μέση Ανατολή.

Από το 2024, η εγχώρια βιομηχανία πράσινης αμμωνίας στην Κίνα έχει αναπτυχθεί γρήγορα. Σύμφωνα με ελλιπή στατιστικά στοιχεία, από το 2024, έχουν προωθηθεί περισσότερα από 20 έργα πράσινης υδρογόνου αμμωνίας. Η Envision Technology Group, η China Energy Construction, η State Power Investment Corporation, η State Energy Group, κ.λπ. έχουν επενδύσει σχεδόν 200 δισεκατομμύρια γιουάν στην προώθηση έργων πράσινης αμμωνίας, τα οποία θα απελευθερώσουν μεγάλη ποσότητα παραγωγικής ικανότητας πράσινης αμμωνίας στο μέλλον.

Σενάρια εφαρμογής πράσινης αμμωνίας

Ως καθαρή ενέργεια, η πράσινη αμμωνία έχει ποικίλα σενάρια εφαρμογής στο μέλλον. Εκτός από τις παραδοσιακές γεωργικές και βιομηχανικές χρήσεις, περιλαμβάνει επίσης κυρίως την παραγωγή ενέργειας ανάμειξης, τα καύσιμα μεταφοράς, τη στερέωση άνθρακα, την αποθήκευση υδρογόνου και άλλους τομείς.

1. Ναυτιλιακή βιομηχανία

Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τη ναυτιλία αντιπροσωπεύουν το 3% έως 4% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Το 2018, ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός υιοθέτησε μια προκαταρκτική στρατηγική για τη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, προτείνοντας ότι έως το 2030, οι παγκόσμιες εκπομπές άνθρακα από τη ναυτιλία θα μειωθούν κατά τουλάχιστον 40% σε σύγκριση με το 2008 και θα προσπαθήσει να μειώσει κατά 70% έως το 2050. Για την επίτευξη μείωσης του άνθρακα και απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές στη ναυτιλιακή βιομηχανία, τα καθαρά καύσιμα που αντικαθιστούν την ορυκτή ενέργεια είναι το πιο πολλά υποσχόμενο τεχνικό μέσο.

Πιστεύεται γενικά στη ναυτιλιακή βιομηχανία ότι η πράσινη αμμωνία είναι ένα από τα κύρια καύσιμα για την απανθρακοποίηση στη ναυτιλιακή βιομηχανία στο μέλλον.

Το Lloyd's Register of Shipping κάποτε προέβλεψε ότι μεταξύ 2030 και 2050, η αναλογία της αμμωνίας ως καύσιμο ναυτιλίας θα αυξηθεί από 7% σε 20%, αντικαθιστώντας το υγροποιημένο φυσικό αέριο και άλλα καύσιμα για να γίνει το πιο σημαντικό καύσιμο ναυτιλίας.

2. Βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

ΑμμωνίαΗ καύση δεν παράγει CO2 και η καύση με ανάμειξη αμμωνίας μπορεί να χρησιμοποιήσει τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις στο σώμα του λέβητα. Είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα.

Στις 15 Ιουλίου, η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης και η Εθνική Διοίκηση Ενέργειας εξέδωσαν το «Σχέδιο Δράσης για Μετασχηματισμό Χαμηλών Ανθρακών και Κατασκευή Ηλεκτρικής Ενέργειας από Άνθρακα (2024-2027)», το οποίο πρότεινε ότι μετά τον μετασχηματισμό και την κατασκευή, οι μονάδες παραγωγής ενέργειας από άνθρακα πρέπει να έχουν την ικανότητα ανάμειξης περισσότερο από 10% πράσινης αμμωνίας και καύσης άνθρακα. Τα επίπεδα κατανάλωσης και εκπομπών άνθρακα μειώνονται σημαντικά. Μπορεί να φανεί ότι η ανάμειξη αμμωνίας ή καθαρής αμμωνίας σε μονάδες θερμικής ενέργειας είναι μια σημαντική τεχνική κατεύθυνση για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα στο πεδίο παραγωγής ενέργειας.

Η Ιαπωνία είναι ο κύριος υποκινητής της παραγωγής ενέργειας καύσης με μείγμα αμμωνίας. Η Ιαπωνία διατύπωσε τον «Οδικό Χάρτη Καυσίμου Αμμωνίας Ιαπωνίας 2021-2050» το 2021 και θα ολοκληρώσει την επίδειξη και την επαλήθευση του 20% αναμεμειγμένου καυσίμου αμμωνίας σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς μέχρι το 2025. Καθώς ωριμάζει η τεχνολογία ανάμειξης αμμωνίας, το ποσοστό αυτό θα αυξηθεί σε περισσότερο από 50%. μέχρι το 2040 περίπου, θα κατασκευαστεί ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής καθαρής αμμωνίας.

3. Φορέας αποθήκευσης υδρογόνου

Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως φορέας αποθήκευσης υδρογόνου και χρειάζεται να περάσει από τις διαδικασίες σύνθεσης αμμωνίας, υγροποίησης, μεταφοράς και επανεκχύλισης αερίου υδρογόνου. Η όλη διαδικασία της μετατροπής αμμωνίας-υδρογόνου είναι ώριμη.

Επί του παρόντος, υπάρχουν έξι κύριοι τρόποι αποθήκευσης και μεταφοράς υδρογόνου: αποθήκευση και μεταφορά κυλίνδρων υψηλής πίεσης, μεταφορά αερίου υπό πίεση μέσω αγωγών, αποθήκευση και μεταφορά υγρού υδρογόνου σε χαμηλή θερμοκρασία, αποθήκευση και μεταφορά υγρών οργανικών, αποθήκευση και μεταφορά υγρής αμμωνίας και μέταλλο αποθήκευση και μεταφορά στερεού υδρογόνου. Μεταξύ αυτών, η αποθήκευση και η μεταφορά υγρής αμμωνίας είναι η εξαγωγή υδρογόνου μέσω της σύνθεσης αμμωνίας, της υγροποίησης, της μεταφοράς και της επαναεριοποίησης. Η αμμωνία υγροποιείται στους -33°C ή 1 MPa. Το κόστος υδρογόνωσης/αφυδρογόνωσης ανέρχεται σε περισσότερο από 85%. Δεν είναι ευαίσθητο στην απόσταση μεταφοράς και είναι κατάλληλο για αποθήκευση και μεταφορά χύδην υδρογόνου σε μεσαίες και μεγάλες αποστάσεις, ιδιαίτερα μεταφορά ωκεανού. Είναι ένας από τους πιο πολλά υποσχόμενους τρόπους αποθήκευσης και μεταφοράς υδρογόνου στο μέλλον.

4. Χημικές πρώτες ύλες

Ως δυνητικό πράσινο αζωτούχο λίπασμα και η κύρια πρώτη ύλη για τα πράσινα χημικά, το πράσινοαμμωνίαθα προωθήσει έντονα την ταχεία ανάπτυξη των βιομηχανικών αλυσίδων «πράσινη αμμωνία + πράσινο λίπασμα» και «πράσινη χημική αμμωνία».

Σε σύγκριση με τη συνθετική αμμωνία που παράγεται από ορυκτές πηγές ενέργειας, αναμένεται ότι η πράσινη αμμωνία δεν θα είναι σε θέση να διαμορφώσει αποτελεσματική ανταγωνιστικότητα ως χημική πρώτη ύλη πριν από το 2035.