В вековната лудост на въглеродния пик и въглеродния неутралитет страните по света активно търсят следващото поколение енергийни технологии и зелениамонякнапоследък става център на глобалното внимание. В сравнение с водорода, амонякът се разширява от най-традиционното поле за селскостопански торове до енергийното поле поради очевидните си предимства при съхранение и транспортиране.

Фариа, експерт от университета на Твенте в Холандия, каза, че с покачването на цените на въглерода зеленият амоняк може да бъде бъдещият крал на течните горива.

И така, какво точно е зеленият амоняк? Какъв е статусът му на развитие? Какви са сценариите за приложение? Икономично ли е?

Зелен амоняк и състоянието му на развитие

Водородът е основната суровина заамонякпроизводство. Следователно, според различните въглеродни емисии в процеса на производство на водород, амонякът може също да бъде класифициран в следните четири категории по цвят:

Сивамоняк: Произведено от традиционна изкопаема енергия (природен газ и въглища).

Син амоняк: Суровият водород се извлича от изкопаеми горива, но технологията за улавяне и съхранение на въглерод се използва в процеса на рафиниране.

Синьо-зелен амоняк: Процесът на пиролиза на метан разлага метана на водород и въглерод. Водородът, възстановен в процеса, се използва като суровина за производство на амоняк с помощта на зелено електричество.

Зелен амоняк: Зеленото електричество, генерирано от възобновяема енергия като вятърна и слънчева енергия, се използва за електролиза на вода за производство на водород, а след това амонякът се синтезира от азот и водород във въздуха.

Тъй като зеленият амоняк произвежда азот и вода след изгаряне и не произвежда въглероден диоксид, зеленият амоняк се счита за гориво с „нулеви въглеродни емисии“ и един от важните източници на чиста енергия в бъдеще.

Световното зеленоамонякпазарът все още е в начален стадий. От глобална гледна точка размерът на пазара на зелен амоняк е около 36 милиона щатски долара през 2021 г. и се очаква да достигне 5,48 милиарда щатски долара през 2030 г., със среден годишен темп на растеж на съединението от 74,8%, което има значителен потенциал. Yundao Capital прогнозира, че световното годишно производство на зелен амоняк ще надхвърли 20 милиона тона през 2030 г. и ще надхвърли 560 милиона тона през 2050 г., което представлява повече от 80% от световното производство на амоняк.

Към септември 2023 г. в световен мащаб са въведени повече от 60 проекта за зелен амоняк с общ планиран производствен капацитет от над 35 милиона тона/година. Отвъдморските проекти за зелен амоняк се разпространяват главно в Австралия, Южна Америка, Европа и Близкия изток.

От 2024 г. местната индустрия за зелен амоняк в Китай се развива бързо. Според непълни статистики, от 2024 г. насам са насърчавани повече от 20 зелени проекта за водороден амоняк. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group и т.н. са инвестирали близо 200 милиарда юана в насърчаване на проекти за зелен амоняк, които ще освободят голямо количество капацитет за производство на зелен амоняк в бъдеще.

Сценарии за приложение на зелен амоняк

Като чиста енергия зеленият амоняк има различни сценарии за приложение в бъдеще. В допълнение към традиционните селскостопански и промишлени употреби, то също така включва основно смесено производство на електроенергия, гориво за корабоплаване, фиксиране на въглерод, съхранение на водород и други области.

1. Корабоплавателна индустрия

Емисиите на въглероден диоксид от корабоплаването представляват 3% до 4% от глобалните емисии на въглероден диоксид. През 2018 г. Международната морска организация прие предварителна стратегия за намаляване на емисиите на парникови газове, като предлага до 2030 г. глобалните въглеродни емисии от корабоплаването да бъдат намалени с поне 40% в сравнение с 2008 г. и да се стремят към намаляване със 70% до 2050 г. За целта за постигане на намаляване на въглерода и декарбонизация в корабоплаването, чистите горива, заместващи изкопаемата енергия, са най-обещаващото техническо средство.

В корабната индустрия обикновено се смята, че зеленият амоняк е едно от основните горива за декарбонизация в корабната индустрия в бъдеще.

Lloyd's Register of Shipping веднъж прогнозира, че между 2030 г. и 2050 г. делът на амоняка като гориво за корабоплаване ще се увеличи от 7% на 20%, заменяйки втечнения природен газ и други горива, за да стане най-важното гориво за корабоплаването.

2. Производство на електроенергия

Амонякизгарянето не произвежда CO2, а изгарянето със смес от амоняк може да използва съществуващите съоръжения на въглищна електроцентрала без големи модификации на тялото на котела. Това е ефективна мярка за намаляване на емисиите на въглероден диоксид в електроцентралите, работещи с въглища.

На 15 юли Националната комисия за развитие и реформи и Националната енергийна администрация издадоха „План за действие за нисковъглеродна трансформация и изграждане на въглищна енергия (2024-2027 г.)“, който предлага след трансформация и изграждане въглищните енергийни блокове да имат възможност за смесване на повече от 10% зелен амоняк и изгаряне на въглища. Потреблението и нивата на въглеродни емисии са значително намалени. Може да се види, че смесването на амоняк или чист амоняк в топлоенергийни блокове е важно техническо направление за намаляване на въглеродните емисии в областта на производството на електроенергия.

Япония е основен популяризатор на производството на електроенергия от горене с амоняк. През 2021 г. Япония формулира „Пътната карта на Япония за амонячно гориво за 2021-2050 г.“ и ще завърши демонстрацията и проверката на 20% смесено амонячно гориво в топлоелектрически централи до 2025 г.; тъй като технологията за смесване на амоняк узрява, този дял ще се увеличи до повече от 50%; около 2040 г. ще бъде изградена електроцентрала с чист амоняк.

3. Носител за съхранение на водород

Амонякът се използва като носител за съхранение на водород и трябва да премине през процесите на синтез на амоняк, втечняване, транспортиране и повторно извличане на газообразен водород. Целият процес на преобразуване на амоняк-водород е зрял.

Понастоящем има шест основни начина за съхранение и транспортиране на водород: съхранение и транспортиране в цилиндър с високо налягане, транспортиране на газ под налягане по тръбопровод, съхранение и транспортиране на течен водород при ниска температура, съхранение и транспортиране на течни органични вещества, съхранение и транспортиране на течен амоняк и метал съхранение и транспортиране на твърд водород. Сред тях съхранението и транспортирането на течен амоняк е за извличане на водород чрез синтез на амоняк, втечняване, транспортиране и регазификация. Амонякът се втечнява при -33°C или 1MPa. Разходите за хидрогениране/дехидрогениране са повече от 85%. Не е чувствителен към разстоянието на транспортиране и е подходящ за съхранение и транспортиране на насипен водород на средни и дълги разстояния, особено океански транспорт. Това е един от най-обещаващите начини за съхранение и транспортиране на водород в бъдеще.

4. Химически суровини

Като потенциален зелен азотен тор и основна суровина за зелени химикали, зеленоамоняксилно ще насърчи бързото развитие на индустриалните вериги „зелен амоняк + зелен тор“ и „зелен химикал за амоняк“.

В сравнение със синтетичния амоняк, произведен от изкопаеми горива, се очаква, че зеленият амоняк няма да може да формира ефективна конкурентоспособност като химическа суровина преди 2035 г.