В продължилата век мания за въглероден пик и въглеродна неутралност, страните по света активно търсят енергийни технологии от следващо поколение и зелени...амонякнапоследък се превръща във фокус на световното внимание. В сравнение с водорода, амонякът се разширява от най-традиционната област на селскостопанските торове до енергийната област, поради очевидните си предимства при съхранение и транспорт.

Фариа, експерт от Университета на Твенте в Холандия, заяви, че с покачването на цените на въглеродните емисии, зеленият амоняк може да се окаже бъдещият крал на течните горива.

И така, какво точно е зеленият амоняк? Какъв е етапът му на разработка? Какви са сценариите на приложение? Икономичен 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 да бъде класифициран и в следните четири категории по цвят:

СивоамонякПроизведено от традиционна изкопаема енергия (природен газ и въглища).

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

Синьо-зелен амоняк: Процесът на пиролиза на метан разлага метана на водород и въглерод. Полученият в процеса водород се използва като суровина за производството на амоняк с помощта на зелена електроенергия.

Зелен амоняк: Зелената електроенергия, генерирана 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.

Глобалното зеленоамонякПазарът все още е в начален стадий на развитие. 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 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 внедрени над 60 проекта за зелен амоняк с общ планиран производствен капацитет от над 35 милиона тона годишно. Проектите за зелен амоняк в чужбина са разпространени главно в Австралия, Южна Америка, Европа и Близкия изток.

От 2024 г. насам индустрията за производство на зелен амоняк в Китай се развива бързо. Според непълна статистика, от 2024 г. насам са били насърчавани над 20 проекта за зелен водороден амоняк. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group и др. са инвестирали близо 200 милиарда юана в насърчаване на проекти за зелен амоняк, което ще освободи голям капацитет за производство на зелен амоняк в бъдеще.

Сценарии за приложение на зелен амоняк

Като чиста енергия, зеленият амоняк има разнообразни приложения в бъдеще. В допълнение към традиционните селскостопански и промишлени приложения, той включва главно производство на енергия от смесване, корабно гориво, фиксиране на въглерод, съхранение на водород и други области.

1. Корабоплавателна индустрия

Емисиите на въглероден диоксид от корабоплаването представляват от 3% до 4% от световните емисии на въглероден диоксид. През 2018 г. Международната морска организация прие предварителна стратегия за намаляване на емисиите на парникови газове, предлагайки до 2030 г. глобалните емисии на въглерод от корабоплаването да бъдат намалени с поне 40% в сравнение с 2008 г. и да се стремим към намаляване със 70% до 2050 г. За да се постигне намаляване на въглеродните емисии и декарбонизация в корабоплавателната индустрия, чистите горива, заместващи изкопаемите енергийни източници, са най-обещаващото техническо средство.

В корабоплавателната индустрия е общоприето мнението, че зеленият амоняк е едно от основните горива за декарбонизация в корабоплавателната индустрия в бъдеще.

Лойдс Регистър на корабоплаването някога прогнозира, че между 2030 и 2050 г. делът на амоняка като корабно гориво ще се увеличи от 7% на 20%, замествайки втечнения природен газ и други горива и превръщайки се в най-важното корабно гориво.

2. Електроенергийна индустрия

АмонякГоренето не произвежда CO2, а смесеното горене с амоняк може да използва съществуващи съоръжения на въглищни електроцентрали без големи модификации на тялото на котела. Това е ефективна мярка за намаляване на емисиите на въглероден диоксид във въглищните електроцентрали.

На 15 юли Националната комисия за развитие и реформи и Националната енергийна администрация публикуваха „План за действие за нисковъглеродна трансформация и изграждане на въглищни електроцентрали (2024-2027 г.)“, в който се предлага след трансформацията и изграждането им, въглищните електроцентрали да могат да смесват повече от 10% зелен амоняк и да изгарят въглища. Консумацията и нивата на въглеродни емисии са значително намалени. Вижда се, че смесването на амоняк или чист амоняк в топлоелектрическите централи е важна техническа насока за намаляване на въглеродните емисии в областта на производството на електроенергия.

Япония е основен промоутър на производството на електроенергия чрез смесено горене с амоняк. През 2021 г. Япония формулира „Пътна карта за амонячно гориво в Япония за периода 2021-2050 г.“ и ще завърши демонстрацията и проверката на 20% смесено амонячно гориво в топлоелектрически централи до 2025 г.; с усъвършенстването на технологията за смесване на амоняк този дял ще се увеличи до над 50%; около 2040 г. ще бъде построена електроцентрала с чист амоняк.

3. Носител за съхранение на водород

Амонякът се използва като носител 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 във водород е зрял.

В момента съществуват шест основни начина за съхранение и транспортиране на водород: съхранение и транспортиране в бутилки под високо налягане, транспортиране в газообразен газ под налягане по тръбопроводи, съхранение и транспортиране на течен водород при ниска температура, съхранение и транспортиране на течен органичен водород, съхранение и транспортиране на течен амоняк и съхранение и транспортиране на твърд метален водород. Сред тях съхранението и транспортирането на течен амоняк се състои в извличане на водород чрез синтез на амоняк, втечняване, транспортиране и регазификация. Амонякът се втечнява при -33°C или 1 MPa. Цената на хидрогенирането/дехидрогенирането е повече от 85%. То не е чувствително към разстоянието на транспортиране и е подходящо за съхранение и транспортиране на водород в насипно състояние на средни и дълги разстояния, особено за 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, зеленитеамонякще насърчи силно бързото развитие на индустриалните вериги „зелен амоняк + зелен тор“ и „зелен амонячен химикал“.

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.