V storočnom šialenstve uhlíkového maxima a uhlíkovej neutrality krajiny na celom svete aktívne hľadajú novú generáciu energetických technológií a ekologickýchamoniaksa v poslednej dobe stáva stredobodom celosvetovej pozornosti. V porovnaní s vodíkom sa čpavok rozširuje z najtradičnejších poľnohospodárskych hnojív na energetické pole vďaka svojim zjavným výhodám pri skladovaní a preprave.

Faria, expert z univerzity v Twente v Holandsku, uviedol, že s rastom cien uhlíka môže byť zelený amoniak budúcim kráľom tekutých palív.

Takže, čo presne je zelený amoniak? Aký je stav jeho vývoja? Aké sú scenáre aplikácie? Je to ekonomické?

Zelený amoniak a jeho vývojový stav

Vodík je hlavnou surovinou preamoniakvýroby. Preto podľa rôznych emisií uhlíka v procese výroby vodíka možno amoniak klasifikovať podľa farby do nasledujúcich štyroch kategórií:

Šedáamoniak: Vyrobené z tradičnej fosílnej energie (zemný plyn a uhlie).

Modrý amoniak: Surový vodík sa získava 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 procese sa používa ako surovina na výrobu amoniaku pomocou zelenej elektriny.

Zelený amoniak: Zelená elektrina generovaná obnoviteľnou energiou, 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.

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

Globálna zelenáamoniaktrh je stále v plienkach. Z globálneho hľadiska je veľkosť trhu 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 zmesi 74,8 %, čo má značný potenciál. Yundao Capital predpovedá, že celosvetová ročná produkcia zeleného amoniaku presiahne 20 miliónov ton v roku 2030 a prekročí 560 miliónov ton v roku 2050, čo predstavuje viac ako 80 % celosvetovej produkcie amoniaku.

Od septembra 2023 bolo na celom svete nasadených viac ako 60 projektov v oblasti zeleného amoniaku s celkovou plánovanou výrobnou kapacitou viac ako 35 miliónov ton/rok. Zámorské projekty so zeleným amoniakom sú distribuované najmä v Austrálii, Južnej Amerike, Európe a na Strednom východe.

Od roku 2024 sa domáci priemysel zeleného amoniaku v Číne rýchlo rozvíja. Podľa neúplných štatistík sa od roku 2024 presadilo viac ako 20 projektov so zeleným vodíkom a amoniakom. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group atď. investovali takmer 200 miliárd juanov do propagácie projektov v oblasti zeleného amoniaku, ktoré v budúcnosti uvoľnia veľké množstvo kapacity na výrobu zeleného amoniaku.

Aplikačné scenáre zeleného amoniaku

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

1. Lodný priemysel

Emisie oxidu uhličitého z lodnej dopravy predstavujú 3 % až 4 % celosvetových emisií oxidu uhličitého. V roku 2018 prijala Medzinárodná námorná organizácia predbežnú stratégiu znižovania 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 usilovali o zníženie o 70 %. na dosiahnutie zníženia uhlíka a dekarbonizácie v lodnom priemysle sú najsľubnejšími technickými prostriedkami čisté palivá nahrádzajúce fosílnu energiu.

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

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

2. Energetický priemysel

Amoniakspaľovaním nevzniká CO2 a zmiešané spaľovanie čpavku môže využívať existujúce zariadenia uhoľnej elektrárne bez väčších úprav telesa kotla. Ide o účinné opatrenie na zníženie emisií oxidu uhličitého v uhoľných elektrárňach.

Národná rozvojová a reformná komisia a Národná energetická správa vydali 15. júla „Akčný plán nízkouhlíkovej transformácie a výstavby uhoľnej energetiky (2024 – 2027)“, ktorý navrhoval, aby po transformácii a výstavbe mali uhoľné elektrárne schopnosť miešať viac ako 10% zeleného amoniaku a spaľovať uhlie. Spotreba a úroveň emisií uhlíka sú výrazne znížené. Je zrejmé, že miešanie amoniaku alebo čistého amoniaku v tepelných energetických jednotkách je dôležitým technickým smerom na zníženie emisií uhlíka v oblasti výroby energie.

Japonsko je hlavným propagátorom výroby energie zo spaľovania so zmiešaným amoniakom. Japonsko v roku 2021 sformulovalo “2021 – 2050 Japan Amonia Fuel Roadmap” a do roku 2025 dokončí demonštráciu a overenie 20 % zmiešaného paliva s amoniakom v tepelných elektrárňach; ako sa technológia zmiešavania s amoniakom dozrieva, tento podiel sa zvýši na viac ako 50 %; okolo roku 2040 bude postavená elektráreň na čistý amoniak.

3. Nosič skladovania vodíka

Amoniak sa používa ako nosič vodíka a musí prejsť procesmi syntézy amoniaku, skvapalňovania, prepravy a opätovnej extrakcie plynného vodíka. Celý proces premeny amoniak-vodík je zrelý.

V súčasnosti existuje šesť hlavných spôsobov skladovania a prepravy vodíka: skladovanie a preprava vo vysokotlakových valcoch, plynovodná preprava pod tlakom, nízkoteplotné skladovanie a preprava kvapalného vodíka, skladovanie a preprava kvapalných organických látok, skladovanie a preprava kvapalného amoniaku a kovov. skladovanie a preprava pevného vodíka. Medzi nimi skladovanie a preprava kvapalného amoniaku je extrakcia vodíka prostredníctvom syntézy amoniaku, skvapalňovania, prepravy a opätovného splyňovania. Amoniak sa skvapalňuje pri -33 °C alebo 1 MPa. Náklady na hydrogenáciu/dehydrogenáciu predstavujú viac ako 85 %. Nie je citlivý na prepravnú vzdialenosť a je vhodný na skladovanie a prepravu hromadného vodíka na stredné a dlhé vzdialenosti, najmä námornú prepravu. 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 výrazne podporovať rýchly rozvoj priemyselných reťazcov „zelený amoniak + zelené hnojivo“ a „chemikália zeleného amoniaku“.

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.