V stoletni norici ogljikovega vrha in nevtralnosti ogljika države po vsem svetu aktivno iščejo naslednjo generacijo energetske tehnologije in zeleneamoniakv zadnjem času postaja v središču svetovne pozornosti. V primerjavi z vodikom se amonijak zaradi očitnih prednosti pri shranjevanju in prevozu širi iz najbolj tradicionalnega polja za kmetijsko gnojilo na energetsko polje.

Faria, strokovnjakinja z univerze v Twenteu na Nizozemskem, je dejala, da je zeleni amonijak z naraščanjem cen ogljika lahko prihodnji kralj tekočih goriv.

Torej, kaj točno je zeleni amonijak? Kakšen je njen razvojni status? Kakšni so scenariji prijave? Je ekonomičen?

Zeleni amonijak in njen razvojni status

Vodik je glavna surovina zaamoniakproizvodnja. Zato lahko v skladu z različnimi emisijami ogljika v procesu proizvodnje vodika amonijak po barvi razvrstimo tudi v naslednje štiri kategorije:

Sivaamoniak: Izdelan iz tradicionalne fosilne energije (zemeljski plin in premog).

Modri ​​amoniak: Surovi vodik se ekstrahira iz fosilnih goriv, ​​vendar se v procesu rafiniranja uporablja tehnologija zajemanja in shranjevanja ogljika.

Modro-zeleni amoniak: proces pirolize metana razgradi metan v vodik in ogljik. Vodik, obnovljen v postopku, se uporablja kot surovina za proizvodnjo amoniaka z uporabo zelene električne energije.

Zeleni amoniak: Zelena elektrika, ki jo ustvari obnovljiva energija, kot sta veter in sončna energija, se uporablja za elektrolizo vode za proizvodnjo vodika, nato pa se amonijak sintetizira iz dušika in vodika v zraku.

Ker zeleni amoniak po zgorevanju proizvaja dušik in vodo in ne proizvaja ogljikovega dioksida, zeleni amonijak velja za "nič ogljikovega" goriva in enega od pomembnih virov čiste energije v prihodnosti.

Globalna zelenaamoniakTrg je še vedno v povojih. Z globalne perspektive je velikost trga Green Amoniak v letu 2021 približno 36 milijonov ameriških dolarjev in naj bi v letu 2030 dosegla 5,48 milijarde ameriških dolarjev, povprečna letna stopnja rasti spojine 74,8%, kar ima velik potencial. Yundao Capital napoveduje, da bo svetovna letna proizvodnja zelenega amoniaka v letu 2030 presegla 20 milijonov ton in v letu 2050 presegla 560 milijonov ton, kar predstavlja več kot 80% svetovne proizvodnje amoniaka.

Od septembra 2023 je bilo po vsem svetu nameščenih več kot 60 projektov zelenega amoniaka, skupna načrtovana proizvodna zmogljivost pa več kot 35 milijonov ton na leto. Čezmorski zeleni amonijski projekti se distribuirajo predvsem v Avstraliji, Južni Ameriki, Evropi in na Bližnjem vzhodu.

Od leta 2024 se je domača zelena amonijanska industrija na Kitajskem hitro razvijala. Po nepopolnih statističnih podatkih je bilo od leta 2024 promoviranih več kot 20 projektov zelenega vodika amonijaka. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group itd. So vložili skoraj 200 milijard juanov v promocijo projektov Green Amoniak, ki bodo v prihodnosti sprostili veliko količino proizvodnje zelene amoniake.

Scenariji uporabe zelenega amoniaka

Green amonijak ima kot čista energija v prihodnosti različne scenarije uporabe. Poleg tradicionalne kmetijske in industrijske uporabe vključuje predvsem tudi mešanje proizvodnje električne energije, ladijsko gorivo, fiksacijo ogljika, skladiščenje vodika in druga polja.

1. ladjarska industrija

Emisije ogljikovega dioksida iz pošiljanja predstavljajo 3% do 4% globalnih emisij ogljikovega dioksida. Leta 2018 je Mednarodna pomorska organizacija sprejela predhodno strategijo za zmanjšanje emisij toplogrednih plinov, v kateri je predlagala, da se bodo do leta 2030 globalne emisije ladijskega ogljika zmanjšale za najmanj 40% v primerjavi z letom 2008 in si prizadevale za 70% do leta 2050. Da bi dosegli zmanjšanje ogljika in dekarbonizacijo, je, da se bo fosilna energija nadomestila fosilna energija.

Na splošno velja, da je v ladijski industriji, da je zeleni amonijak eno glavnih goriv za dekarbonizacijo v ladijski industriji v prihodnosti.

Lloydov register pošiljanja je nekoč napovedal, da se bo med letoma 2030 in 2050 delež amoniaka, ki se bo prestavljal, povečal s 7% na 20%, kar bo nadomestilo utekočinjeni zemeljski plin in druga goriva, da postane najpomembnejše gorivo za pošiljanje.

2. industrija proizvodnje električne energije

AmoniakIzgorevanje ne proizvaja CO2, zgorevanje z mešanim amonijakom pa lahko uporabi obstoječe zmogljivosti elektrarn na premog brez večjih sprememb telesa kotla. Je učinkovit ukrep za zmanjšanje emisij ogljikovega dioksida v elektrarnah na premog.

15. julija sta Nacionalna komisija za razvoj in reforme in Nacionalna uprava za energijo izdala „akcijski načrt za nizkoogljično preoblikovanje in gradnjo premoga (2024–2027)“, ki je predlagala, da bi morale po preobrazbi in gradnji moči premogovnice zliti več kot 10% zelenega amoniaka in premoga. Poraba in ravni emisij ogljika se znatno zmanjšajo. Vidimo, da je mešanje amoniaka ali čistega amoniaka v enotah toplotne moči pomembna tehnična smer za zmanjšanje emisij ogljika na področju proizvodnje električne energije.

Japonska je glavna promotor proizvodnje moči izgorevanja z mešanico amoniaka. Japonska je leta 2021 oblikovala „2021-2050 Japonski amoniaski gorivni načrt“ in bo do leta 2025 dokončala demonstracijo in preverjanje 20-odstotnega mešanega amonialnega goriva v toplotnih elektrarnah; Ko amoniak z mešanjem tehnologije dozori, se bo ta delež povečal na več kot 50%; Do leta 2040 bo zgrajena čista amoniaka elektrarna.

3. nosilec za shranjevanje vodika

Amoniak se uporablja kot nosilec za shranjevanje vodika in mora skozi procese sinteze amoniaka, utekočinjenja, prevoza in ponovne ekstrakcije plinastega vodika. Celoten postopek pretvorbe amoniaka-vodika je zrel.

Trenutno obstaja šest glavnih načinov skladiščenja in prevoza vodika: skladiščenje in prevoz z visokotlačnim cilindrom, plinovod plinasti tlak, nizkotemperaturni tekoči vodik in transport, tekoče organsko skladiščenje in prevoz, shranjevanje in prevoz tekočega amoniaka ter transport in prevoz kovinskih trdnih vodikov. Med njimi je shranjevanje in prevoz tekočega amoniaka izvlečenje vodika s sintezo amoniaka, utekočinjenja, prevozom in regazifikacijo. Amoniak se utekočini pri -33 ° C ali 1MPA. Stroški hidrogenacije/dehidrogenacije predstavljajo več kot 85%. Ni občutljiv na razdaljo prevoza in je primeren za srednje in na dolge razdalje ter prevoz vodika v razsutem stanju, zlasti prevoza oceana. Je eden najbolj obetavnih načinov za shranjevanje in prevoz vodika v prihodnosti.

4. Kemične surovine

Kot potencialno zeleno dušikovo gnojilo in glavno surovino za zelene kemikalije, zelenaamoniakbo močno spodbudil hitri razvoj industrijskih verig "zelenega amoniaka + zelenega gnojila" in "zelenega amoniaka".

V primerjavi s sintetičnim amoniakom, narejenim iz fosilne energije, se pričakuje, da zeleni amonijak ne bo mogel oblikovati učinkovitosti kot kemični surovina pred letom 2035.