Gadsimtu ilgajā oglekļa emisiju maksimuma un oglekļa neitralitātes trakumā valstis visā pasaulē aktīvi meklē nākamās paaudzes enerģijas tehnoloģijas un zaļo...amonjakspēdējā laikā ir nonākusi globālas uzmanības centrā. Salīdzinot ar ūdeņradi, amonjaks paplašinās no tradicionālākā lauksaimniecības mēslojuma jomas uz enerģētikas jomu, pateicoties tā acīmredzamajām priekšrocībām uzglabāšanā un transportēšanā.

Faria, eksperts Tventes Universitātē Nīderlandē, sacīja, ka, pieaugot oglekļa cenām, zaļais amonjaks varētu kļūt par šķidro degvielu karali nākotnē.

Tātad, kas īsti ir zaļais amonjaks? Kāds ir tā attīstības statuss? Kādi ir pielietojuma scenāriji? Vai tas ir ekonomisks?

Zaļais amonjaks un tā attīstības statuss

Ūdeņradis ir galvenā izejvielaamonjaksražošana. Tāpēc, atkarībā no dažādām oglekļa emisijām ūdeņraža ražošanas procesā, amonjaku var klasificēt arī šādās četrās kategorijās pēc krāsas:

PelēksamonjaksRažots no tradicionālās fosilās enerģijas (dabasgāzes un oglēm).

Zilais amonjaks: Neapstrādāts ūdeņradis tiek iegūts no fosilā kurināmā, bet rafinēšanas procesā tiek izmantota oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas tehnoloģija.

Zilganzaļais amonjaks: metāna pirolīzes procesā metāns sadalās ūdeņradī un ogleklī. Procesā atgūtais ūdeņradis tiek izmantots kā izejviela amonjaka ražošanai, izmantojot zaļo elektroenerģiju.

Zaļais amonjaks: Zaļā elektrība, ko ražo atjaunojamā enerģija, piemēram, vēja un saules enerģija, tiek izmantota ūdens elektrolīzei, lai iegūtu ūdeņradi, un pēc tam amonjaks tiek sintezēts no gaisā esošā slāpekļa un ūdeņraža.

Tā kā zaļais amonjaks pēc sadegšanas rada slāpekli un ūdeni un neražo oglekļa dioksīdu, zaļais amonjaks tiek uzskatīts par "bezoglekļa" degvielu un vienu no svarīgākajiem tīrās enerģijas avotiem nākotnē.

Globālais zaļumsamonjaksTirgus vēl ir pašos pirmsākumos. No globālā viedokļa zaļā amonjaka tirgus apjoms 2021. gadā ir aptuveni 36 miljoni ASV dolāru, un paredzams, ka 2030. gadā tas sasniegs 5,48 miljardus ASV dolāru, un vidējais gada kombinētā pieauguma temps būs 74,8%, kam ir ievērojams potenciāls. Yundao Capital prognozē, ka zaļā amonjaka gada ražošana pasaulē 2030. gadā pārsniegs 20 miljonus tonnu un 2050. gadā - 560 miljonus tonnu, veidojot vairāk nekā 80% no pasaules amonjaka ražošanas apjoma.

Kopš 2023. gada septembra visā pasaulē ir izvietoti vairāk nekā 60 zaļā amonjaka projekti ar kopējo plānoto ražošanas jaudu vairāk nekā 35 miljoni tonnu gadā. Ārvalstu zaļā amonjaka projekti galvenokārt ir izplatīti Austrālijā, Dienvidamerikā, Eiropā un Tuvajos Austrumos.

Kopš 2024. gada Ķīnas vietējā zaļā amonjaka rūpniecība ir strauji attīstījusies. Saskaņā ar nepilnīgu statistiku, kopš 2024. gada ir veicināti vairāk nekā 20 zaļā ūdeņraža amonjaka projekti. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group u. c. ir ieguldījuši gandrīz 200 miljardus juaņu zaļā amonjaka projektu veicināšanā, kas nākotnē atbrīvos lielu daudzumu zaļā amonjaka ražošanas jaudas.

Zaļā amonjaka lietošanas scenāriji

Kā tīra enerģija, zaļajam amonjakam nākotnē ir dažādi pielietojuma scenāriji. Papildus tradicionālajiem lauksaimniecības un rūpniecības pielietojumiem tas galvenokārt ietver arī enerģijas ražošanu maisījumos, kuģu degvielā, oglekļa piesaistē, ūdeņraža uzglabāšanā un citās jomās.

1. Kuģniecības nozare

Kuģniecības radītās oglekļa dioksīda emisijas veido 3–4 % no globālajām oglekļa dioksīda emisijām. 2018. gadā Starptautiskā Jūrniecības organizācija pieņēma sākotnējo stratēģiju siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanai, ierosinot līdz 2030. gadam samazināt globālās kuģniecības radītās oglekļa dioksīda emisijas vismaz par 40 % salīdzinājumā ar 2008. gadu un līdz 2050. gadam censties samazināt tās par 70 %. Lai panāktu oglekļa emisiju samazināšanu un dekarbonizāciju kuģniecības nozarē, visdaudzsološākais tehniskais līdzeklis ir tīras degvielas, kas aizstāj fosilo enerģiju.

Kuģniecības nozarē parasti tiek uzskatīts, ka zaļais amonjaks nākotnē ir viens no galvenajiem degvielām kuģniecības nozares dekarbonizācijai.

Lloyd's Register of Shipping savulaik prognozēja, ka laikā no 2030. līdz 2050. gadam amonjaka īpatsvars kuģu degvielā palielināsies no 7% līdz 20%, aizstājot sašķidrināto dabasgāzi un citas degvielas un kļūstot par vissvarīgāko kuģu degvielu.

2. Enerģijas ražošanas nozare

AmonjaksSadegšana nerada CO2, un amonjaka maisījuma sadedzināšanai var izmantot esošās ogļu spēkstacijas iekārtas bez būtiskām katla korpusa modifikācijām. Tas ir efektīvs pasākums oglekļa dioksīda emisiju samazināšanai ogļu spēkstacijās.

15. jūlijā Nacionālā attīstības un reformu komisija un Nacionālā enerģētikas pārvalde publicēja "Rīcības plānu ogļu spēkstaciju zema oglekļa emisiju līmeņa pārveidošanai un būvniecībai (2024.–2027. gads)", kurā ierosināts, ka pēc pārveidošanas un būvniecības ogļu spēkstacijām jāspēj sajaukt vairāk nekā 10 % zaļā amonjaka un sadedzināt ogles. Patēriņa un oglekļa emisiju līmenis ievērojami samazinās. Var redzēt, ka amonjaka vai tīra amonjaka sajaukšana siltumenerģijas spēkstacijās ir svarīgs tehnisks virziens oglekļa emisiju samazināšanai elektroenerģijas ražošanas jomā.

Japāna ir viena no galvenajām amonjaka maisījuma sadedzināšanas enerģijas ražošanas veicinātājām. Japāna 2021. gadā izstrādāja "Japānas amonjaka degvielas ceļvedi 2021.–2050. gadam" un līdz 2025. gadam pabeigs 20 % amonjaka maisījuma degvielas demonstrēšanu un verifikāciju termoelektrostacijās; amonjaka maisījuma tehnoloģijai attīstoties, šī proporcija pieaugs līdz vairāk nekā 50 %; līdz aptuveni 2040. gadam tiks uzbūvēta tīra amonjaka spēkstacija.

3. Ūdeņraža uzglabāšanas nesējs

Amonjaks tiek izmantots kā ūdeņraža uzglabāšanas nesējs, un tam jāiziet cauri amonjaka sintēzes, sašķidrināšanas, transportēšanas un gāzveida ūdeņraža atkārtotas ekstrakcijas procesiem. Viss amonjaka-ūdeņraža konversijas process ir nobriedis.

Pašlaik ir seši galvenie ūdeņraža uzglabāšanas un transportēšanas veidi: augstspiediena cilindru uzglabāšana un transportēšana, gāzveida transportēšana pa cauruļvadiem zem spiediena, šķidrā ūdeņraža uzglabāšana un transportēšana zemā temperatūrā, šķidrā organiskā uzglabāšana un transportēšana, šķidrā amonjaka uzglabāšana un transportēšana, kā arī metāliskā cietā ūdeņraža uzglabāšana un transportēšana. Starp tiem šķidrā amonjaka uzglabāšana un transportēšana ir ūdeņraža iegūšana, izmantojot amonjaka sintēzi, sašķidrināšanu, transportēšanu un atkārtotu gazifikāciju. Amonjaks tiek sašķidrināts -33°C vai 1MPa spiedienā. Hidrogenēšanas/dehidrogenēšanas izmaksas veido vairāk nekā 85%. Tā nav jutīga pret transportēšanas attālumu un ir piemērota beramkravu ūdeņraža uzglabāšanai un transportēšanai vidēja un liela attāluma un lielos attālumos, īpaši okeāna pārvadājumos. Tā ir viena no daudzsološākajām ūdeņraža uzglabāšanas un transportēšanas metodēm nākotnē.

4. Ķīmiskās izejvielas

Kā potenciāls zaļais slāpekļa mēslojums un galvenā izejviela zaļajām ķimikālijām, zaļaisamonjaksspēcīgi veicinās “zaļā amonjaka + zaļā mēslojuma” un “zaļā amonjaka ķīmiskās vielas” rūpniecības ķēžu strauju attīstību.

Salīdzinot ar sintētisko amonjaku, kas ražots no fosilā kurināmā, paredzams, ka zaļais amonjaks nespēs nodrošināt efektīvu konkurētspēju kā ķīmiskā izejviela pirms 2035. gada.