U stoljetnom ludilu vrhunca ugljika i ugljične neutralnosti, zemlje diljem svijeta aktivno traže sljedeću generaciju energetske tehnologije i zeleneamonijaku posljednje vrijeme postaje središte globalne pozornosti. U usporedbi s vodikom, amonijak se širi od najtradicionalnijeg polja za poljoprivredna gnojiva u polje energije zbog svojih očitih prednosti u skladištenju i transportu.

Faria, stručnjak na Sveučilištu Twente u Nizozemskoj, rekao je da bi s porastom cijena ugljika zeleni amonijak mogao biti budući kralj tekućih goriva.

Dakle, što je zapravo zeleni amonijak? Kakav je njegov razvojni status? Koji su scenariji primjene? Je li ekonomičan?

Zeleni amonijak i njegov razvojni status

Vodik je glavna sirovina zaamonijakproizvodnja. Stoga, prema različitim emisijama ugljika u procesu proizvodnje vodika, amonijak se također može klasificirati u sljedeće četiri kategorije prema boji:

Sivoamonijak: Izrađeno od tradicionalne fosilne energije (prirodni plin i ugljen).

Plavi amonijak: Sirovi vodik ekstrahira se iz fosilnih goriva, ali se u procesu rafiniranja koristi tehnologija za hvatanje i skladištenje ugljika.

Plavo-zeleni amonijak: Proces pirolize metana razgrađuje metan na vodik i ugljik. Vodik dobiven u procesu koristi se kao sirovina za proizvodnju amonijaka korištenjem zelene električne energije.

Zeleni amonijak: Zelena električna energija proizvedena obnovljivim izvorima energije poput vjetra i sunčeve energije koristi se za elektrolizu vode za proizvodnju vodika, a zatim se amonijak sintetizira iz dušika i vodika u zraku.

Budući da zeleni amonijak proizvodi dušik i vodu nakon izgaranja, a ne proizvodi ugljični dioksid, zeleni se amonijak smatra gorivom s "nula ugljika" i jednim od važnih izvora čiste energije u budućnosti.

Globalno zelenoamonijaktržište je još uvijek u povojima. Iz globalne perspektive, veličina tržišta zelenog amonijaka iznosi oko 36 milijuna USD 2021., a očekuje se da će dosegnuti 5,48 milijardi USD 2030., s prosječnom godišnjom stopom rasta spoja od 74,8%, što ima značajan potencijal. Yundao Capital predviđa da će globalna godišnja proizvodnja zelenog amonijaka premašiti 20 milijuna tona 2030. i 560 milijuna tona 2050., što će činiti više od 80% globalne proizvodnje amonijaka.

Od rujna 2023. više od 60 projekata zelenog amonijaka pokrenuto je diljem svijeta, s ukupnim planiranim proizvodnim kapacitetom od više od 35 milijuna tona godišnje. Prekomorski projekti zelenog amonijaka uglavnom se distribuiraju u Australiji, Južnoj Americi, Europi i na Bliskom istoku.

Od 2024. domaća zelena industrija amonijaka u Kini se brzo razvija. Prema nepotpunim statistikama, od 2024. promovirano je više od 20 projekata zelenog vodikovog amonijaka. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group itd. uložili su gotovo 200 milijardi juana u promicanje projekata zelenog amonijaka, koji će u budućnosti osloboditi veliku količinu kapaciteta za proizvodnju zelenog amonijaka.

Scenariji primjene zelenog amonijaka

Kao čista energija, zeleni amonijak ima različite scenarije primjene u budućnosti. Uz tradicionalnu poljoprivrednu i industrijsku upotrebu, također uglavnom uključuje miješanje proizvodnje električne energije, brodsko gorivo, fiksiranje ugljika, skladištenje vodika i druga polja.

1. Brodarstvo

Emisije ugljičnog dioksida iz pomorskog prometa čine 3% do 4% globalnih emisija ugljičnog dioksida. Godine 2018. Međunarodna pomorska organizacija usvojila je preliminarnu strategiju za smanjenje emisija stakleničkih plinova, predlažući da se do 2030. globalne emisije ugljika u pomorskom prometu smanje za najmanje 40% u usporedbi s 2008. te da se teži smanjenju za 70% do 2050. Kako bi Za postizanje smanjenja ugljika i dekarbonizacije u pomorskoj industriji, čista goriva koja zamjenjuju fosilnu energiju najviše obećavaju tehnička sredstva.

Općenito se vjeruje u industriji brodarstva da je zeleni amonijak jedno od glavnih goriva za dekarbonizaciju u industriji brodarstva u budućnosti.

Lloyd's Register of Shipping jednom je predvidio da će se između 2030. i 2050. godine udio amonijaka kao goriva za brodove povećati sa 7% na 20%, čime će zamijeniti ukapljeni prirodni plin i druga goriva i postati najvažnije gorivo za brodarstvo.

2. Industrija proizvodnje električne energije

Amonijakizgaranjem se ne proizvodi CO2, a izgaranjem s mješavinom amonijaka mogu se iskoristiti postojeća postrojenja elektrane na ugljen bez većih izmjena na tijelu kotla. To je učinkovita mjera za smanjenje emisije ugljičnog dioksida u elektranama na ugljen.

Nacionalno povjerenstvo za razvoj i reforme i Nacionalna uprava za energetiku objavili su 15. srpnja „Akcijski plan za niskougljičnu transformaciju i izgradnju elektrana na ugljen (2024.-2027.)“, u kojem se predlaže da nakon transformacije i izgradnje elektrane na ugljen trebaju imati mogućnost miješanja više od 10% zelenog amonijaka i sagorijevanja ugljena. Potrošnja i razina emisije ugljika značajno su smanjene. Može se vidjeti da je miješanje amonijaka ili čistog amonijaka u termoenergetskim jedinicama važan tehnički smjer za smanjenje emisije ugljika u području proizvodnje električne energije.

Japan je glavni promotor proizvodnje energije izgaranjem u mješavini amonijaka. Japan je 2021. godine formulirao „Japanski plan za gorivo amonijak 2021.-2050.“ te će do 2025. dovršiti demonstraciju i verifikaciju goriva s mješavinom amonijaka od 20% u termoelektranama; kako tehnologija miješanja amonijaka sazrijeva, ovaj će se udio povećati na više od 50%; oko 2040. izgradit će se elektrana na čisti amonijak.

3. Nosač za skladištenje vodika

Amonijak se koristi kao nosač za skladištenje vodika i treba proći kroz procese sinteze amonijaka, ukapljivanja, transporta i ponovne ekstrakcije plinovitog vodika. Cijeli proces pretvorbe amonijak-vodik je zreo.

Trenutačno postoji šest glavnih načina skladištenja i transporta vodika: skladištenje i transport visokotlačnim cilindrima, transport plina pod tlakom cjevovodom, skladištenje i transport tekućeg vodika na niskim temperaturama, skladištenje i transport tekućeg organskog materijala, skladištenje i transport tekućeg amonijaka i metala skladištenje i transport čvrstog vodika. Među njima, skladištenje i transport tekućeg amonijaka je ekstrakcija vodika kroz sintezu amonijaka, ukapljivanje, transport i regasifikaciju. Amonijak se pretvara u tekućinu na -33°C ili 1MPa. Trošak hidrogenacije/dehidrogenacije iznosi više od 85%. Nije osjetljiv na udaljenost transporta i prikladan je za skladištenje i transport rasutog vodika na srednjim i velikim udaljenostima, posebno oceanski transport. To je jedan od načina skladištenja i transporta vodika koji najviše obećava u budućnosti.

4. Kemijske sirovine

Kao potencijalno zeleno dušično gnojivo i glavna sirovina za zelene kemikalije, zelenoamonijaksnažno će promicati brzi razvoj industrijskih lanaca "zeleni amonijak + zeleno gnojivo" i "zelena kemikalija za amonijak".

U usporedbi sa sintetičkim amonijakom proizvedenim iz fosilne energije, očekuje se da zeleni amonijak neće biti u stanju stvoriti učinkovitu konkurentnost kao kemijska sirovina prije 2035. godine.