V storočnom šialenstve uhlíkového vrcholu a uhlíkovej neutrality krajiny na celom svete aktívne hľadajú novú generáciu energetických technológií a zelených...amoniaksa v poslednom čase stáva stredobodom globálnej pozornosti. V porovnaní s vodíkom sa amoniak rozširuje z najtradičnejšej oblasti poľnohospodárskych hnojív do energetickej oblasti vďaka svojim zjavným výhodám pri skladovaní a preprave.

Faria, expert na Univerzite Twente v Holandsku, povedal, že s rastúcimi cenami uhlíka by sa zelený amoniak mohol stať budúcim kráľom kvapalných palív.

Čo je teda vlastne zelený amoniak? Aký je stav jeho vývoja? Aké sú scenáre použitia? Je ekonomický?

Zelený amoniak a stav jeho vývoja

Vodík je hlavnou surovinou preamoniakvýroba. Preto sa amoniak podľa rôznych emisií uhlíka v procese výroby vodíka môže tiež rozdeliť do nasledujúcich štyroch kategórií podľa farby:

SiváamoniakVyrobené z tradičnej fosílnej energie (zemný plyn a uhlie).

Modrý amoniak: Surový vodík sa extrahuje z fosílnych palív, ale v procese rafinácie sa používa technológia zachytávania a skladovania uhlíka.

Modrozelený amoniak: Proces pyrolýzy metánu rozkladá metán na vodík a uhlík. Vodík získaný v tomto procese sa používa ako surovina na výrobu amoniaku s využitím zelenej elektriny.

Zelený amoniak: Zelená elektrina vyrobená z obnoviteľných zdrojov energie, ako je veterná a slnečná energia, sa používa na elektrolýzu vody na výrobu vodíka a potom sa amoniak syntetizuje z dusíka a vodíka vo vzduchu.

Keďže zelený amoniak po spaľovaní produkuje dusík a vodu a neprodukuje oxid uhličitý, považuje sa za palivo s „nulovými emisiami uhlíka“ a jeden z dôležitých zdrojov čistej energie v budúcnosti.

Globálna zelenáamoniakTrh so zeleným amoniakom je stále v plienkach. Z globálneho hľadiska predstavuje trh so zeleným amoniakom v roku 2021 približne 36 miliónov USD a očakáva sa, že v roku 2030 dosiahne 5,48 miliardy USD s priemernou ročnou mierou rastu 74,8 %, čo má značný potenciál. Spoločnosť Yundao Capital predpovedá, že celosvetová ročná produkcia zeleného amoniaku prekročí v roku 2030 20 miliónov ton a v roku 2050 prekročí 560 miliónov ton, čo bude predstavovať viac ako 80 % celosvetovej produkcie amoniaku.

K septembru 2023 bolo na celom svete nasadených viac ako 60 projektov zeleného amoniaku s celkovou plánovanou výrobnou kapacitou viac ako 35 miliónov ton ročne. Zahraničné projekty zeleného amoniaku sú rozmiestnené najmä v Austrálii, Južnej Amerike, Európe a na Blízkom východe.

Od roku 2024 sa domáci priemysel so zeleným amoniakom v Číne rýchlo rozvíja. Podľa neúplných štatistík bolo od roku 2024 propagovaných viac ako 20 projektov so zeleným vodíkom a amoniakom. Spoločnosti Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group atď. investovali takmer 200 miliárd juanov do podpory projektov so zeleným amoniakom, čo v budúcnosti uvoľní veľké množstvo výrobnej kapacity zeleného amoniaku.

Scenáre použitia zeleného amoniaku

Ako čistá energia má zelený amoniak v budúcnosti rôzne využitie. Okrem tradičného poľnohospodárskeho a priemyselného využitia zahŕňa aj výrobu energie zmiešavaním, lodné palivo, fixáciu uhlíka, skladovanie vodíka a ďalšie oblasti.

1. Námorný priemysel

Emisie oxidu uhličitého z lodnej dopravy predstavujú 3 % až 4 % celosvetových emisií oxidu uhličitého. V roku 2018 Medzinárodná námorná organizácia prijala predbežnú stratégiu na zníženie emisií skleníkových plynov, v ktorej navrhuje, aby sa do roku 2030 celosvetové emisie uhlíka z lodnej dopravy znížili najmenej o 40 % v porovnaní s rokom 2008 a aby sa do roku 2050 snažili znížiť o 70 %. Na dosiahnutie zníženia emisií uhlíka a dekarbonizácie v lodnom priemysle sú najsľubnejším technickým prostriedkom čisté palivá nahrádzajúce fosílne zdroje energie.

V lodnom priemysle sa všeobecne verí, že zelený amoniak bude v budúcnosti jedným z hlavných palív pre dekarbonizáciu v tomto odvetví.

Spoločnosť Lloyd's Register of Shipping kedysi predpovedala, že medzi rokmi 2030 a 2050 sa podiel amoniaku ako lodného paliva zvýši zo 7 % na 20 %, čím nahradí skvapalnený zemný plyn a iné palivá a stane sa najdôležitejším lodným palivom.

2. Priemysel výroby energie

AmoniakSpaľovanie neprodukuje CO2 a spaľovanie so zmesou amoniaku môže využívať existujúce zariadenia uhoľných elektrární bez väčších úprav telesa kotla. Je to účinné opatrenie na zníženie emisií oxidu uhličitého v uhoľných elektrárňach.

Národná rozvojová a reformná komisia a Národná energetická správa vydali 15. júla „Akčný plán pre nízkouhlíkovú transformáciu a výstavbu uhoľných elektrární (2024 – 2027)“, v ktorom sa navrhuje, aby po transformácii a výstavbe boli uhoľné elektrárne schopné miešať viac ako 10 % zeleného amoniaku a spaľovať uhlie. Spotreba a úrovne emisií uhlíka sa výrazne znížia. Je zrejmé, že miešanie amoniaku alebo čistého amoniaku v tepelných elektrárňach je dôležitým technickým smerom k znižovaniu emisií uhlíka v oblasti výroby energie.

Japonsko je hlavným propagátorom výroby energie zo spaľovania zmesí amoniaku. V roku 2021 sformulovalo „Japonský plán pre amoniakové palivo na roky 2021 – 2050“ a do roku 2025 dokončí demonštráciu a overenie 20 % zmesového amoniakového paliva v tepelných elektrárňach; s rozvojom technológie spaľovania amoniaku sa tento podiel zvýši na viac ako 50 %; približne do roku 2040 bude postavená elektráreň na výrobu čistého amoniaku.

3. Nosič vodíka

Amoniak sa používa ako nosič vodíka a musí prejsť procesmi syntézy amoniaku, skvapalňovania, prepravy a reextrakcie plynného vodíka. Celý proces premeny amoniaku na vodík je zrelý.

V súčasnosti existuje šesť hlavných spôsobov skladovania a prepravy vodíka: skladovanie a preprava vo vysokotlakových fľašiach, preprava plynného tlakového potrubia, skladovanie a preprava kvapalného vodíka pri nízkych teplotách, skladovanie a preprava kvapalného organického vodíka, skladovanie a preprava kvapalného amoniaku a skladovanie a preprava kovového tuhého vodíka. Medzi nimi je skladovanie a preprava kvapalného amoniaku určený na extrakciu vodíka syntézou amoniaku, skvapalňovaním, prepravou a spätným splyňovaním. Amoniak sa skvapalňuje pri teplote -33 °C alebo 1 MPa. Náklady na hydrogenáciu/dehydrogenáciu predstavujú viac ako 85 %. Nie je citlivé na prepravnú vzdialenosť a je vhodné na skladovanie a prepravu veľkého množstva vodíka na stredné a dlhé vzdialenosti, najmä na prepravu oceánom. Je to jeden z najsľubnejších spôsobov skladovania a prepravy vodíka v budúcnosti.

4. Chemické suroviny

Ako potenciálne zelené dusíkaté hnojivo a hlavná surovina pre zelené chemikálie, zelenáamoniakbude silne podporovať rýchly rozvoj priemyselných reťazcov „zelený amoniak + zelené hnojivo“ a „zelená amoniaková chemikália“.

V porovnaní so syntetickým amoniakom vyrobeným z fosílnej energie sa očakáva, že zelený amoniak nebude schopný vytvoriť efektívnu konkurencieschopnosť ako chemická surovina pred rokom 2035.