Vuosisadan mittaisen hiilihuipun ja hiilen neutraalisuuden villitys maat ympäri maailmaa etsivät aktiivisesti seuraavan sukupolven energiatekniikkaa ja vihreääammoniakkisiitä on tulossa viime aikoina globaalin huomion painopiste. Verrattuna vetyyn, ammoniakki laajenee perinteisimmästä maatalouden lannoitekentästä energiakenttään sen ilmeisten etujen ja kuljetuksen ilmeisten etujen vuoksi.

Faria, Alankomaiden Twenten yliopiston asiantuntija, kertoi, että hiilen hintojen noustessa vihreä ammoniakki voi olla tulevaisuuden polttoaineiden kuningas.

Joten mikä on vihreää ammoniakkia? Mikä on sen kehitystila? Mitkä ovat sovellusskenaariot? Onko se taloudellinen?

Vihreä ammoniakki ja sen kehitystila

Vety on tärkein raaka -aineammoniakkituotanto. Siksi vedyn tuotantoprosessin erilaisten hiilidioksidipäästöjen mukaan ammoniakki voidaan myös luokitella seuraaviin neljään luokkaan värin mukaan:

Harmaaammoniakki: Valmistettu perinteisestä fossiilisesta energiasta (maakaasu ja hiili).

Sininen ammoniakki: RAW -vety uutetaan fossiilisista polttoaineista, mutta jalostusprosessissa käytetään hiilen sieppausta ja varastointitekniikkaa.

Sinivihreä ammoniakki: Metaanipyrolyysiprosessi hajottaa metaanin vedyyn ja hiileen. Prosessissa talteen otettua vetyä käytetään raaka -aineena ammoniakin tuottamiseen vihreän sähkön avulla.

Vihreä ammoniakki: Uusiutuvan energian tuottamaa vihreää sähköä, kuten tuulta ja aurinkoenergiaa, käytetään veden elektrolysointiin vedyn tuottamiseksi, ja sitten ammoniakkia syntetisoidaan typestä ja vedystä ilmassa.

Koska vihreä ammoniakki tuottaa typpeä ja vettä palamisen jälkeen eikä tuota hiilidioksidia, vihreää ammoniakkia pidetään tulevaisuudessa ”nolla-hiilisen” polttoaineena ja yhtenä tärkeimmistä puhtaan energian lähteistä.

Globaali vihreäammoniakkiMarkkinat ovat vielä alkuvaiheessa. Globaalista näkökulmasta vihreän ammoniakkimarkkinoiden koko on noin 36 miljoonaa dollaria vuonna 2021, ja sen odotetaan nousevan 5,48 miljardia dollaria vuonna 2030, ja keskimääräinen yhdistelmäkasvu on 74,8%, mikä on huomattava potentiaali. Yundao Capital ennustaa, että vihreän ammoniakin maailmanlaajuinen vuotuinen tuotanto ylittää 20 miljoonaa tonnia vuonna 2030 ja ylittää 560 miljoonaa tonnia vuonna 2050, mikä on yli 80% ammoniakkituotannosta.

Syyskuusta 2023 lähtien yli 60 vihreää ammoniakkiprojektia on otettu käyttöön maailmanlaajuisesti, ja suunniteltu kokonaistuotantokapasiteetti on yli 35 miljoonaa tonnia vuodessa. Merentakaisten vihreiden ammoniakkiprojekteja jaetaan pääasiassa Australiassa, Etelä -Amerikassa, Euroopassa ja Lähi -idässä.

Vuodesta 2024 lähtien Kiinan kotimainen vihreä ammoniakkiteollisuus on kehittynyt nopeasti. Epätäydellisten tilastojen mukaan vuodesta 2024 lähtien on edistetty yli 20 vihreää vetyammoniakkiprojektia. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group jne. Ovat sijoittaneet lähes 200 miljardia juania edistämään vihreiden ammoniakkiprojekteja, jotka julkaisevat tulevaisuudessa suuren määrän vihreän ammoniakin tuotantokapasiteettia.

Vihreän ammoniakin sovellusskenaariot

Puhtaana energiana vihreällä ammonialla on tulevaisuudessa erilaisia ​​sovellusskenaarioita. Perinteisen maatalouden ja teollisen käytön lisäksi se sisältää pääasiassa myös sekoittamisen sähköntuotantoa, kuljetuspolttoainetta, hiilen kiinnitystä, vedyn varastointia ja muita kenttiä.

1. Toimitusteollisuus

Hiilidioksidipäästöjen lähetysten osuus on 3–4% globaaleista hiilidioksidipäästöistä. Vuonna 2018 kansainvälinen merenkulkuorganisaatio hyväksyi alustavan kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen strategian, joka ehdotti, että vuoteen 2030 mennessä globaalit hiilidioksidipäästöt vähenevät vähintään 40 prosentilla vuoteen 2008 verrattuna ja pyrkivät vähentämään 70% vuoteen 2050 mennessä. Hiilen vähentämisen ja siirtymisalan rappeutumisen saavuttamiseksi on eniten lupaavia teknisiä välineitä.

Laivateollisuuteen uskotaan yleensä, että vihreä ammoniakki on tulevaisuudessa yksi pääpolttoaineiden tärkeimmistä polttoaineista.

Lloydin toimitusrekisteri ennusti kerran, että vuosina 2030–2050 ammoniakin osuus kuljetuspolttoaineesta kasvaa 7%: sta 20 prosenttiin, mikä korvaa nesteytetyn maakaasun ja muut polttoaineet tärkeimmäksi kuljetuspolttoaineeksi.

2. Sähkötuotantoteollisuus

AmmoniakkiPoltto ei tuota hiilidioksidia, ja ammoniakkiasekoitettu palamis voi käyttää olemassa olevia hiilivoimalaitoslaitoksia ilman suuria muutoksia kattilan runkoon. Se on tehokas mitta hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi hiilivoimalaitoksissa.

Kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio ja kansallinen energiahallinto julkaisivat 15. heinäkuuta ”hiilivoiman vähähiilisen muutoksen ja rakentamisen toimintasuunnitelman (2024-2027)”, joka ehdotti, että muutoksen ja rakentamisen jälkeen hiilivoimien tulisi olla kyky sekoittaa yli 10% vihreästä ammoniakista ja polttaa hiiltä. Kulutus- ja hiilidioksidipäästötasot vähenevät merkittävästi. Voidaan nähdä, että ammoniakin tai puhtaan ammoniakin sekoittaminen lämpötehoyksiköissä on tärkeä tekninen suunta hiilen päästöjen vähentämiselle sähköntuotantokentällä.

Japani on merkittävä ammoniakin sekoitetun palamisvoimantuotanto. Japani muotoili vuonna 2021 ”2021-2050 Japan Ammonial Fuel -kuljetuskartta” ja suorittaa 20%: n sekoitetun ammoniakkipolttoaineen esittelyn ja todentamisen lämpövoimalaitoksissa vuoteen 2025 mennessä; Kun ammoniakin sekoitettu tekniikka kypsyy, tämä osuus nousee yli 50 prosenttiin; Noin 2040 mennessä rakennetaan puhdas ammoniakkivoimalaitos.

3. vedyn varastointikantoaalto

Ammoniakkia käytetään vedyn varastointikantoyrityksenä, ja sen on suoritettava kaasumaisen vedyn ammoniakkisynteesin, nesteyttämisen, kuljetuksen ja uudelleenekstraation prosessien läpi. Koko ammoniakki-hydyn muuntamisen prosessi on kypsä.

Tällä hetkellä vedyn varastointia ja kuljetusta on tällä hetkellä kuusi päätapaa: korkeapaineisylinterin varastointi ja kuljetus, putkilinjan kaasumainen paineistettu kuljetus, matalan lämpötilan nestemäisen vedyn varastointi ja kuljetus, nestemäinen orgaaninen varastointi ja kuljetus, nestemäisen ammoniakkien varastointi ja kuljetus sekä metalli kiinteiden vedyn varastointi ja kuljetus. Niistä nestemäisen ammoniakkien varastointi ja kuljetus on vedyn uuttaminen ammoniakkisynteesin, nesteyttämisen, kuljetuksen ja uudelleensefaation avulla. Ammoniakki nesteytetään -33 ° C: ssa tai 1MPA: ssa. Hydrauksen/dehydrogenoinnin kustannusten osuus on yli 85%. Se ei ole herkkä kuljetusetäisyydelle ja soveltuu keskimääräiseen ja pitkän matkan varastointiin ja irtotavaran vedyn, erityisesti valtameren kuljetusten, kuljetukseen. Se on yksi lupaavimmista tavoista vedyn varastointiin ja kuljetukseen tulevaisuudessa.

4. kemialliset raaka -aineet

Potentiaalisena vihreän typen lannoitteena ja vihreiden kemikaalien pääraka -aineina, vihreäksiammoniakkiedistää voimakkaasti ”vihreän ammoniakin + vihreän lannoitteen” ja “vihreän ammoniakin kemiallisten” teollisuusketjujen nopeaa kehitystä.

Verrattuna fossiilisesta energiasta valmistettuihin synteettisiin ammoniakkiin odotetaan, että vihreä ammoniakki ei pysty muodostamaan tehokasta kilpailukykyä kemiallisena raaka -aineena ennen vuotta 2035.