Gadsimtu ilgā oglekļa maksimuma un oglekļa neitralitātes trakumā, valstis visā pasaulē aktīvi meklē nākamo enerģijas tehnoloģiju paaudzi un zaļoamonjaksNesen globālās uzmanības centrā ir uzmanība. Salīdzinot ar ūdeņradi, amonjaks paplašinās no tradicionālākā lauksaimniecības mēslojuma lauka līdz enerģijas laukam, pateicoties tā acīmredzamajām priekšrocībām uzglabāšanas un pārvadāšanā.

Faria, Nīderlandes Twente universitātes eksperte, sacīja, ka, pieaugot oglekļa cenu, zaļais amonjaks var būt nākotnes šķidrās degvielas karalis.

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

Zaļais amonjaks un tā attīstības statuss

Ūdeņradis ir galvenā izejvielaamonjaksražošana. Tāpēc saskaņā ar dažādām oglekļa emisijām ūdeņraža ražošanas procesā amonjaku var klasificēt arī šādās četrās kategorijās pēc krāsas:

Pelēksamonjaks: Izgatavots no tradicionālās fosilās enerģijas (dabasgāze un ogles).

Zilais amonjaks: neapstrādāts ūdeņradis tiek ekstrahēts no fosilā kurināmā, bet pārstrādes procesā tiek izmantota oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas tehnoloģija.

Zili zaļš amonjaks: metāna pirolīzes process sadalās metānā ūdeņradī un ogleklī. Šajā procesā atgūto ūdeņradi izmanto kā izejvielu amonjaka ražošanai, izmantojot zaļo elektrību.

Zaļais amonjaks: Zaļā elektrība, ko rada atjaunojamā enerģija, piemēram, vēja un saules enerģija, tiek izmantota, lai elektrolizētu ūdeni, lai iegūtu ūdeņradi, un pēc tam amonjaks tiek sintezēts no slāpekļa un ūdeņraža gaisā.

Tā kā zaļais amonjaks rada slāpekli un ūdeni pēc sadegšanas un nerada oglekļa dioksīdu, zaļais amonjaks tiek uzskatīts par “nulles oglekļa” degvielu un vienu no svarīgiem tīras enerģijas avotiem nākotnē.

Globālā zaļā krāsaamonjaksTirgus joprojām ir sākumstadijā. Raugoties no globālā viedokļa, zaļā amonjaka tirgus lielums 2021. gadā ir aptuveni 36 miljoni ASV dolāru, un paredzams, ka 2030. gadā tas sasniegs USD 5,48 miljardus ar vidējo gada savienojuma pieauguma tempu 74,8%, kam ir ievērojams potenciāls. Yundao Capital prognozē, ka Global Gain Amonjaka gada ražošana 2030. gadā pārsniegs 20 miljonus tonnu un 2050. gadā pārsniegs 560 miljonus tonnu, veidojot vairāk nekā 80% no globālās amonjaka ražošanas.

Kopš 2023. gada septembra visā pasaulē ir izvietoti vairāk nekā 60 zaļo amonjaka projekti, kuru kopējā plānotā ražošanas jauda ir vairāk nekā 35 miljoni tonnu gadā. Aizjūras zaļo amonjaka projekti galvenokārt tiek izplatīti Austrālijā, Dienvidamerikā, Eiropā un Tuvajos Austrumos.

Kopš 2024. gada vietējā zaļā amonjaka nozare Ķīnā ir strauji attīstījusies. Saskaņā ar nepilnīgo statistiku, kopš 2024. gada ir reklamēti vairāk nekā 20 zaļā ūdeņraža amonjaka projekti. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group utt. Ir ieguldījuši gandrīz 200 miljardus juaņu, veicinot zaļo amonjaka projektus, kas nākotnē atbrīvos lielu daudzumu zaļās amonjaka ražošanas jaudas.

Zaļās amonjaka lietojumprogrammu scenāriji

Kā tīra enerģija, zaļajam amonjakam nākotnē ir dažādi lietojumprogrammu scenāriji. Papildus tradicionālajam lauksaimniecības un rūpniecības lietojumam tas galvenokārt ietver arī enerģijas ražošanas sajaukšanu, degvielas nosūtīšanu, oglekļa fiksāciju, ūdeņraža uzglabāšanu un citus laukus.

1. Kuģniecības nozare

Oglekļa dioksīda emisijas no nosūtīšanas veido 3% līdz 4% no globālajām oglekļa dioksīda emisijām. Starptautiskā jūrniecības organizācija 2018. gadā pieņēma provizorisku stratēģiju siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanai, ierosinot, ka līdz 2030. gadam oglekļa emisijas globālas kuģniecības emisijas tiks samazinātas vismaz par 40%, salīdzinot ar 2008. gadu, un cenšas samazināt līdz 70% līdz 2050. gadam. Lai sasniegtu oglekļa samazināšanu un atšifrēšanu kuģniecības nozarē, tīras fosilas enerģijas iegūšanai ir visvairāk solījumu.

Kuģniecības nozarei parasti tiek uzskatīts, ka zaļais amonjaks nākotnē ir viens no galvenajiem degvielām, kas paredzēta pārvadāšanas nozarē.

Lloyd kuģniecības reģistrs reiz prognozēja, ka laikā no 2030. līdz 2050. gadam amonjaka kā piegādes degvielas īpatsvars palielināsies no 7% līdz 20%, aizstājot sašķidrināto dabasgāzi un citus degvielas, lai kļūtu par vissvarīgāko piegādes degvielu.

2. Enerģijas ražošanas nozare

AmonjaksSadegšana nerada CO2, un amonjaka sajauktā sadegšana var izmantot esošās elektrostacijas, kas darbināmas ar oglēm, bez lielām katla korpusa modifikācijām. Tas ir efektīvs pasākums oglekļa dioksīda emisiju samazināšanai ogļu spēkstacijās.

15. jūlijā Nacionālā attīstības un reformu komisija un Nacionālā enerģētikas pārvalde izdeva “rīcības plānu zemu oglekļa satura pārveidošanai un ogļu enerģijas būvniecībai (2024-2027)”, kas ierosināja, ka pēc pārveidošanas un celtniecības ogļu enerģijas vienībām vajadzētu būt spējai sajaukt vairāk nekā 10% no zaļās amonjaka un sadedzināt ogles. Patēriņš un oglekļa emisijas līmenis ir ievērojami samazināts. Var redzēt, ka amonjaka vai tīra amonjaka sajaukšana termiskās jaudas vienībās ir svarīgs tehniskais virziens oglekļa emisijas samazināšanai enerģijas ražošanas laukā.

Japāna ir galvenā amonjaka sajauktās sadegšanas enerģijas ražošanas veicinātāja. Japāna 2021. gadā noformulēja “2021-2050 Japānas amonjaka degvielas ceļvedis” un līdz 2025. gadam pabeigs 20% sajauktas amonjaka degvielas demonstrāciju un pārbaudi; Tā kā amonjaka sajauktā tehnoloģija nobriest, šī proporcija palielināsies līdz vairāk nekā 50%; Līdz 2040. gadam tiks uzbūvēta tīra amonjaka spēkstacija.

3. Ūdeņraža uzglabāšanas nesējs

Amonjaks tiek izmantots kā ūdeņraža uzglabāšanas nesējs, un tam ir jāiziet amonjaka sintēzes, sašķidrināšanas, transportēšanas un gāzveida ūdeņraža atkārtotas ekstrahācijas procesi. Viss amonjaka-hidrogēna pārveidošanas process ir nobriedis.

Pašlaik ir seši galvenie ūdeņraža uzglabāšanas un pārvadāšanas veidi: augsta spiediena cilindru uzglabāšana un pārvadāšana, cauruļvadu gāzveida spiediena pārvadāšana, zemas temperatūras šķidruma ūdeņraža uzglabāšana un transports, šķidrā organiskā uzglabāšana un transports, šķidruma amonjaka uzglabāšana un transports, kā arī metāla cietā ūdeņraža uzglabāšana un transports. Starp tiem šķidruma amonjaka uzglabāšana un pārvadāšana ir ekstrakcija ūdeņradi, izmantojot amonjaka sintēzi, sašķidrināšanu, transportēšanu un regazifikāciju. Amonjaks tiek sašķidrināts -33 ° C vai 1MPA. Hidrogenēšanas/dehidrogenēšanas izmaksas veido vairāk nekā 85%. Tas nav jutīgs pret pārvadāšanas attālumu un ir piemērots beztaras ūdeņraža, īpaši okeāna pārvadājumu, uzglabāšanai un tālsatiksmes glabāšanai un pārvadāšanai. Tas ir viens no daudzsološākajiem ūdeņraža uzglabāšanas un transporta veidiem nākotnē.

4. Ķīmiskās izejvielas

Kā potenciāls zaļš slāpekļa mēslojums un galvenā zaļo ķīmisko vielu izejviela, zaļaamonjaksstingri veicinās straujo “zaļā amonjaka + zaļā mēslojuma” un “zaļās amonjaka ķīmiskās” rūpniecības ķēžu attīstību.

Salīdzinot ar sintētisko amonjaku, kas izgatavots no fosilās enerģijas, ir sagaidāms, ka zaļais amonjaks pirms 2035. gada nespēs veidot efektīvu konkurētspēju kā ķīmisku izejvielu.