Gadsimtu ilgajā oglekļa maksimuma un oglekļa neitralitātes trakumā valstis visā pasaulē aktīvi meklē nākamās paaudzes energotehnoloģijas un videi draudzīgasamonjakspēdējā laikā kļūst par pasaules uzmanības centrā. Salīdzinot ar ūdeņradi, amonjaks izplešas no vistradicionālākā lauksaimniecības mēslojuma lauka uz enerģētikas jomu, pateicoties tā acīmredzamajām priekšrocībām uzglabāšanā un transportēšanā.

Nīderlandes Tventes universitātes eksperte Farija sacīja, ka, pieaugot oglekļa cenām, zaļais amonjaks var būt nākotnes šķidrās degvielas karalis.

Tātad, kas īsti ir zaļais amonjaks? Kāds ir tā attīstības stāvoklis? Kādi ir lietojumprogrammu scenāriji? Vai tas ir ekonomiski?

Zaļais amonjaks un tā attīstības statuss

Ūdeņradis ir galvenā izejvielaamonjaksražošanu. Tāpēc atkarībā no dažādajām oglekļa emisijām ūdeņraža ražošanas procesā amonjaku var iedalīt arī šādās četrās kategorijās pēc krāsas:

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

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

Zili zaļš amonjaks: metāna pirolīzes procesā metāns sadalās ūdeņradi un oglekli. Procesā iegūtais ūdeņradis tiek izmantots kā izejviela amonjaka ražošanai, izmantojot zaļo elektroenerģiju.

Zaļais amonjaks: Zaļā elektroenerģija, kas iegūta no atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, vēja un saules enerģijas, tiek izmantota, lai elektrolizētu ūdeni, lai iegūtu ūdeņradi, un pēc tam amonjaks tiek sintezēts no slāpekļa un ūdeņraža gaisā.

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

Globālais zaļaisamonjakstirgus joprojām ir sākuma stadijā. No globālās perspektīvas zaļā amonjaka tirgus apjoms ir aptuveni 36 miljoni ASV dolāru 2021. gadā, un sagaidāms, ka 2030. gadā tas sasniegs 5,48 miljardus ASV dolāru, un vidējais ikgadējais savienojuma pieauguma temps ir 74,8%, kam ir ievērojams potenciāls. Yundao Capital prognozē, ka globālā zaļā amonjaka ražošanas apjoms 2030. gadā pārsniegs 20 miljonus tonnu un pārsniegs 560 miljonus tonnu 2050. gadā, veidojot vairāk nekā 80% no pasaules amonjaka ražošanas apjoma.

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

Kopš 2024. gada vietējā zaļā amonjaka rūpniecība Ķīnā ir strauji attīstījusies. Pēc nepilnīgas statistikas datiem, 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 uc ir ieguldījuši gandrīz 200 miljardus juaņu zaļā amonjaka projektu veicināšanā, kas nākotnē atbrīvos lielu daudzumu zaļā amonjaka ražošanas jaudas.

Zaļā amonjaka lietošanas scenāriji

Zaļajam amonjakam kā tīrai enerģijai nākotnē ir dažādi pielietojuma scenāriji. Papildus tradicionālajām lauksaimniecības un rūpnieciskajām vajadzībām tas galvenokārt ietver elektroenerģijas ražošanas, degvielas transportēšanas, oglekļa fiksācijas, ūdeņraža uzglabāšanas un citu jomu sajaukšanu.

1. Kuģniecības nozare

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

Kuģniecības nozarē parasti tiek uzskatīts, ka zaļais amonjaks ir viens no galvenajiem dekarbonizācijas kurināmajiem kuģniecības nozarē nākotnē.

Lloyd's Register of Shipping savulaik prognozēja, ka laikā no 2030. līdz 2050. gadam amonjaka kā kuģu degvielas īpatsvars pieaugs no 7% līdz 20%, aizstājot sašķidrināto dabasgāzi un citas degvielas, lai kļūtu par svarīgāko kuģu degvielu.

2. Enerģijas ražošanas nozare

Amonjakssadegšana nerada CO2, un jauktā sadedzināšanā ar amonjaku var izmantot esošās ogļu spēkstacijas iekārtas bez būtiskām izmaiņām katla korpusā. Tas ir efektīvs pasākums oglekļa dioksīda emisiju samazināšanai ogļu spēkstacijās.

15. jūlijā Nacionālās attīstības un reformu komisija un Nacionālā enerģētikas administrācija izdeva “Rīcības plānu ogļu enerģijas pārveidošanai un būvniecībai ar zemu oglekļa emisiju līmeni (2024-2027)”, kurā tika ierosināts, ka pēc pārveidošanas un būvniecības ogļu energoblokiem jābūt spēja sajaukt vairāk nekā 10% zaļā amonjaka un sadedzināt ogles. Patēriņš un oglekļa emisiju līmenis ir ievērojami samazināts. Redzams, ka amonjaka vai tīra amonjaka sajaukšana siltumenerģijas blokos ir svarīgs tehniskais virziens oglekļa emisiju samazināšanai elektroenerģijas ražošanas jomā.

Japāna ir galvenais amonjaka sadedzināšanas enerģijas ražošanas veicinātājs. Japāna 2021. gadā izstrādāja “Japānas amonjaka degvielas ceļvedi 2021.–2050. gadam”, un līdz 2025. gadam pabeigs demonstrēšanu un verifikāciju, kurā ir 20% sajaukta amonjaka degvielas termoelektrostacijās; kad amonjaka maisījuma tehnoloģija nobriest, šī proporcija palielināsies 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 ir jāiziet amonjaka sintēzes, sašķidrināšanas, transportēšanas un gāzveida ūdeņraža atkārtotas ekstrakcijas procesi. Viss amonjaka-ūdeņraža konversijas process ir nobriedis.

Pašlaik ir seši galvenie ūdeņraža uzglabāšanas un transportēšanas veidi: augstspiediena balonu uzglabāšana un transportēšana, cauruļvadu gāzveida spiediena transportēšana, zemas temperatūras šķidrā ūdeņraža uzglabāšana un transportēšana, šķidrā organiskā uzglabāšana un transportēšana, šķidrā amonjaka uzglabāšana un transportēšana un metāls. cietā ūdeņraža uzglabāšana un transportēšana. Tostarp šķidrā amonjaka uzglabāšana un transportēšana ir ūdeņraža ekstrakcija, izmantojot amonjaka sintēzi, sašķidrināšanu, transportēšanu un regazificēšanu. Amonjaks tiek sašķidrināts pie -33°C vai 1MPa. Hidrogenēšanas/dehidrogenēšanas izmaksas veido vairāk nekā 85%. Tas nav jutīgs pret transportēšanas attālumu un ir piemērots vidēja un liela attāluma uzglabāšanai un lielapjoma ūdeņraža transportēšanai, īpaši okeāna transportēšanai. Tas ir viens no daudzsološākajiem ūdeņraža uzglabāšanas un transportēšanas veidiem nākotnē.

4. Ķīmiskās izejvielas

Kā potenciāls zaļā slāpekļa mēslojums un galvenā zaļo ķīmisko vielu izejviela, zaļāamonjaksspēcīgi veicinās rūpniecisko ķēžu “zaļais amonjaks + zaļais mēslojums” un “zaļā amonjaka ķīmiskā viela” strauju attīstību.

Salīdzinājumā ar sintētisko amonjaku, kas ražots no fosilās enerģijas, sagaidāms, ka zaļais amonjaks nespēs veidot efektīvu konkurētspēju kā ķīmiskā izejviela pirms 2035. gada.