Στην μακραίωνη μανία της κορύφωσης των εκπομπών άνθρακα και της ουδετερότητας άνθρακα, χώρες σε όλο τον κόσμο αναζητούν ενεργά την επόμενη γενιά ενεργειακής τεχνολογίας και πράσινης...αμμωνίαΗ αμμωνία βρίσκεται τελευταία στο επίκεντρο της παγκόσμιας προσοχής. Σε σύγκριση με το υδρογόνο, η αμμωνία επεκτείνεται από τον πιο παραδοσιακό τομέα των γεωργικών λιπασμάτων στον ενεργειακό τομέα λόγω των προφανών πλεονεκτημάτων της στην αποθήκευση και τη μεταφορά.

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

Τι ακριβώς είναι, λοιπόν, η πράσινη αμμωνία; Ποια είναι η κατάσταση ανάπτυξής της; Ποια είναι τα σενάρια εφαρμογής; Είναι οικονομική;

Πράσινη αμμωνία και η κατάσταση ανάπτυξής της

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

ΓκρίαμμωνίαΚατασκευασμένο από παραδοσιακή ορυκτή ενέργεια (φυσικό αέριο και άνθρακα).

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 πράσινη ηλεκτρική ενέργεια.

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 άζωτο και 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 πράσινης αμμωνίας βρίσκεται ακόμη στα σπάργανα. Από παγκόσμια άποψη, το μέγεθος της αγοράς πράσινης αμμωνίας ανέρχεται σε 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 προϊόντων 74,8%, γεγονός που έχει σημαντικό δυναμικό. Η Yundao Capital προβλέπει ότι η παγκόσμια ετήσια παραγωγή πράσινης αμμωνίας θα ξεπεράσει τα 20 εκατομμύρια τόνους το 2030 και τα 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 δυναμικότητα άνω των 35 εκατομμυρίων τόνων/έτος. Τα έργα πράσινης αμμωνίας στο εξωτερικό 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 ραγδαία. Σύμφωνα με ελλιπή στατιστικά στοιχεία, από το 2024, έχουν προωθηθεί περισσότερα από 20 έργα πράσινης αμμωνίας υδρογόνου. Οι Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, 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 μια ποικιλία σεναρίων εφαρμογής στο μέλλον. Εκτός από τις παραδοσιακές γεωργικές και βιομηχανικές χρήσεις, περιλαμβάνει κυρίως την παραγωγή ενέργειας από ανάμειξη, τα ναυτιλιακά καύσιμα, τη δέσμευση 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 του 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 επιδιώξει να μειωθεί κατά 70% έως το 2050. Προκειμένου να επιτευχθεί μείωση του άνθρακα και απαλλαγή από τον άνθρακα στον ναυτιλιακό κλάδο, τα καθαρά καύσιμα που αντικαθιστούν την ενέργεια από ορυκτά καύσιμα είναι το πιο ελπιδοφόρο τεχνικό μέσο.

Στη ναυτιλιακή βιομηχανία πιστεύεται γενικά ότι η πράσινη αμμωνία είναι ένα από τα κύρια καύσιμα για την απαλλαγή από τον άνθρακα στη ναυτιλιακή βιομηχανία στο μέλλον.

Ο Lloyd's Register of Shipping κάποτε προέβλεψε ότι μεταξύ 2030 και 2050, το ποσοστό της αμμωνίας ως καυσίμου για τη ναυτιλία θα αυξηθεί από 7% σε 20%, αντικαθιστώντας το υγροποιημένο φυσικό αέριο και άλλα καύσιμα και θα γίνει το σημαντικότερο καύσιμο για τη ναυτιλία.

2. Βιομηχανία παραγωγής ενέργειας

ΑμμωνίαΗ καύση δεν παράγει CO2 και η καύση μεικτής αμμωνίας μπορεί να αξιοποιήσει τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις μονάδων παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις στο σώμα του λέβητα. Είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα σε μονάδες παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα.

Στις 15 Ιουλίου, η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων και η Εθνική Διοίκηση Ενέργειας εξέδωσαν το «Σχέδιο Δράσης για τον Μετασχηματισμό και την Κατασκευή Ηλεκτρικής Ενέργειας από Άνθρακα με Χαμηλές Εκπομπές Άνθρακα (2024-2027)», το οποίο πρότεινε ότι μετά τον μετασχηματισμό και την κατασκευή, οι μονάδες παραγωγής ενέργειας από άνθρακα θα πρέπει να έχουν την ικανότητα να αναμειγνύουν περισσότερο από 10% πράσινη αμμωνία και να καίνε άνθρακα. Η κατανάλωση και τα επίπεδα εκπομπών άνθρακα μειώνονται σημαντικά. Μπορεί να φανεί ότι η ανάμειξη αμμωνίας ή καθαρής αμμωνίας σε θερμικές μονάδες παραγωγής ενέργειας αποτελεί σημαντική τεχνική κατεύθυνση για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα στον τομέα της παραγωγής ενέργειας.

Η Ιαπωνία αποτελεί σημαντικό υποστηρικτή της παραγωγής ενέργειας από καύση μεικτής αμμωνίας. Η Ιαπωνία διατύπωσε τον «Χάρτη Πορείας για το Καύσιμο Αμμωνίας στην Ιαπωνία 2021-2050» το 2021 και θα ολοκληρώσει την επίδειξη και την επαλήθευση καυσίμου μεικτής αμμωνίας 20% σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς έως το 2025. Καθώς η τεχνολογία μεικτής αμμωνίας ωριμάζει, το ποσοστό αυτό θα αυξηθεί σε πάνω από 50%. Μέχρι το 2040 περίπου, θα κατασκευαστεί ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας με καθαρή αμμωνία.

3. Φορέας αποθήκευσης υδρογόνου

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

Προς το παρόν, υπάρχουν έξι κύριοι τρόποι αποθήκευσης και μεταφοράς υδρογόνου: αποθήκευση και μεταφορά σε κυλίνδρους υψηλής πίεσης, μεταφορά αερίου υπό πίεση μέσω αγωγών, αποθήκευση και μεταφορά υγρού υδρογόνου σε χαμηλή θερμοκρασία, αποθήκευση και μεταφορά υγρών οργανικών ουσιών, αποθήκευση και μεταφορά υγρής αμμωνίας και αποθήκευση και μεταφορά μεταλλικού στερεού υδρογόνου. Μεταξύ αυτών, η αποθήκευση και μεταφορά υγρής αμμωνίας αφορά την εξαγωγή υδρογόνου μέσω σύνθεσης αμμωνίας, υγροποίησης, μεταφοράς και επαναεριοποίησης. Η αμμωνία υγροποιείται στους -33°C ή 1MPa. Το κόστος υδρογόνωσης/αφυδρογόνωσης αντιπροσωπεύει περισσότερο από 85%. Δεν είναι ευαίσθητη στην απόσταση μεταφοράς και είναι κατάλληλη για αποθήκευση και μεταφορά χύδην υδρογόνου σε μεσαίες και μεγάλες αποστάσεις, ειδικά για μεταφορά μέσω ωκεανού. Είναι ένας από τους πιο πολλά υποσχόμενους τρόπους αποθήκευσης και μεταφοράς υδρογόνου στο μέλλον.

4. Χημικές πρώτες ύλες

Ως πιθανό πράσινο αζωτούχο λίπασμα και η κύρια πρώτη ύλη για πράσινες χημικές ουσίες, το πράσινοαμμωνίαθα προωθήσει έντονα την ταχεία ανάπτυξη των βιομηχανικών αλυσίδων «πράσινης αμμωνίας + πράσινου λιπάσματος» και «πράσινης αμμωνίας χημικής».

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