In die eeu lange gier van koolstofpiek en koolstofneutraliteit, soek lande regoor die wêreld aktief na die volgende generasie energietegnologie, en groenammoniakword onlangs die fokus van wêreldwye aandag. In vergelyking met waterstof, brei ammoniak uit van die mees tradisionele landboukunsmisveld na die energieveld as gevolg van sy ooglopende voordele in berging en vervoer.

Faria, 'n kenner aan die Universiteit van Twente in Nederland, het gesê dat met die styging in koolstofpryse, groen ammoniak die toekomstige koning van vloeibare brandstowwe kan wees.

So, wat presies is groen ammoniak? Wat is die ontwikkelingsstatus daarvan? Wat is die toepassingscenario's? Is dit ekonomies?

Groen ammoniak en die ontwikkelingsstatus daarvan

Waterstof is die belangrikste grondstof virammoniakproduksie. Daarom, volgens die verskillende koolstofvrystellings in die waterstofproduksieproses, kan ammoniak ook in die volgende vier kategorieë volgens kleur geklassifiseer word:

GrysammoniakGemaak van tradisionele fossielenergie (aardgas en steenkool).

Blou ammoniak: Rou waterstof word uit fossielbrandstowwe onttrek, maar koolstofopvang- en bergingstegnologie word in die raffineringsproses gebruik.

Blougroen ammoniak: Die metaanpiroliseproses ontbind metaan in waterstof en koolstof. Die waterstof wat in die proses herwin word, word as grondstof gebruik om ammoniak met groen elektrisiteit te produseer.

Groen ammoniak: Groen elektrisiteit wat deur hernubare energie soos wind- en sonenergie opgewek word, word gebruik om water te elektroliseer om waterstof te produseer, en dan word ammoniak uit stikstof en waterstof in die lug gesintetiseer.

Omdat groen ammoniak stikstof en water produseer na verbranding, en nie koolstofdioksied produseer nie, word groen ammoniak beskou as 'n "nul-koolstof" brandstof en een van die belangrike skoon energiebronne in die toekoms.

Die globale groenammoniakDie mark is nog in sy kinderskoene. Vanuit 'n globale perspektief is die grootte van die groen ammoniakmark ongeveer VS$36 miljoen in 2021 en word verwag om VS$5,48 miljard in 2030 te bereik, met 'n gemiddelde jaarlikse saamgestelde groeikoers van 74,8%, wat aansienlike potensiaal het. Yundao Capital voorspel dat die wêreldwye jaarlikse produksie van groen ammoniak in 2030 meer as 20 miljoen ton sal beloop en in 2050 meer as 560 miljoen ton, wat meer as 80% van die wêreldwye ammoniakproduksie uitmaak.

Teen September 2023 is meer as 60 groen ammoniakprojekte wêreldwyd ontplooi, met 'n totale beplande produksiekapasiteit van meer as 35 miljoen ton/jaar. Oorsese groen ammoniakprojekte word hoofsaaklik in Australië, Suid-Amerika, Europa en die Midde-Ooste versprei.

Sedert 2024 het die plaaslike groen ammoniakbedryf in China vinnig ontwikkel. Volgens onvolledige statistieke is meer as 20 groen waterstofammoniakprojekte sedert 2024 bevorder. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, ens. het byna 200 miljard yuan belê in die bevordering van groen ammoniakprojekte, wat in die toekoms 'n groot hoeveelheid groen ammoniakproduksiekapasiteit sal vrystel.

Toepassingscenario's van groen ammoniak

As 'n skoon energiebron het groen ammoniak 'n verskeidenheid toepassingscenario's in die toekoms. Benewens tradisionele landbou- en industriële gebruike, sluit dit ook hoofsaaklik die vermenging van kragopwekking, die verskeping van brandstof, koolstofbinding, waterstofberging en ander velde in.

1. Skeepvaartbedryf

Koolstofdioksiedvrystellings van skeepvaart is verantwoordelik vir 3% tot 4% van globale koolstofdioksiedvrystellings. In 2018 het die Internasionale Maritieme Organisasie 'n voorlopige strategie vir die vermindering van kweekhuisgasvrystellings aangeneem, wat voorstel dat teen 2030 globale koolstofvrystellings van skeepvaart met ten minste 40% verminder sal word in vergelyking met 2008, en dat daar daarna gestreef word om dit teen 2050 met 70% te verminder. Om koolstofvermindering en dekarbonisering in die skeepvaartbedryf te bereik, is skoon brandstowwe wat fossielenergie vervang, die mees belowende tegniese middel.

Daar word algemeen in die skeepvaartbedryf geglo dat groen ammoniak een van die hoofbrandstowwe vir dekarbonisering in die skeepvaartbedryf in die toekoms is.

Lloyd's Register of Shipping het eens voorspel dat die verhouding van ammoniak as skeepsbrandstof tussen 2030 en 2050 van 7% tot 20% sal toeneem, wat vloeibare natuurlike gas en ander brandstowwe sal vervang om die belangrikste skeepsbrandstof te word.

2. Kragopwekkingsbedryf

AmmoniakVerbranding produseer nie CO2 nie, en ammoniakgemengde verbranding kan bestaande steenkoolkragstasiefasiliteite benut sonder groot veranderinge aan die ketelliggaam. Dit is 'n effektiewe maatreël om koolstofdioksiedvrystellings in steenkoolkragstasies te verminder.

Op 15 Julie het die Nasionale Ontwikkelings- en Hervormingskommissie en die Nasionale Energie-administrasie die "Aksieplan vir Lae-koolstof Transformasie en Konstruksie van Steenkoolkrag (2024-2027)" uitgereik, wat voorgestel het dat steenkoolkrageenhede na transformasie en konstruksie die vermoë moet hê om meer as 10% groen ammoniak te meng en steenkool te verbrand. Verbruik en koolstofvrystellingsvlakke word aansienlik verminder. Daar kan gesien word dat die vermenging van ammoniak of suiwer ammoniak in termiese krageenhede 'n belangrike tegniese rigting vir koolstofvrystellingsvermindering in die kragopwekkingsveld is.

Japan is 'n belangrike promotor van ammoniakgemengde verbrandingskragopwekking. Japan het die "2021-2050 Japan Ammoniakbrandstofpadkaart" in 2021 geformuleer en sal die demonstrasie en verifikasie van 20% gemengde ammoniakbrandstof in termiese kragsentrales teen 2025 voltooi; soos die ammoniakgemengde tegnologie volwasse word, sal hierdie verhouding tot meer as 50% toeneem; teen ongeveer 2040 sal 'n suiwer ammoniakkragsentrale gebou word.

3. Waterstofbergingsdraer

Ammoniak word as 'n waterstofbergingsdraer gebruik en moet deur die prosesse van ammoniaksintese, vloeibaarmaking, vervoer en heronttrekking van gasvormige waterstof gaan. Die hele proses van ammoniak-waterstof-omskakeling is volwasse.

Tans is daar ses hoof maniere van waterstofberging en -vervoer: hoëdruk-silinderberging en -vervoer, pyplyn-gasvormige vervoer onder druk, lae-temperatuur vloeibare waterstofberging en -vervoer, vloeibare organiese berging en -vervoer, vloeibare ammoniakberging en -vervoer, en metaalvaste waterstofberging en -vervoer. Onder hulle is vloeibare ammoniakberging en -vervoer die onttrekking van waterstof deur ammoniaksintese, vloeibaarmaking, vervoer en hervergassing. Ammoniak word vloeibaar gemaak by -33°C of 1MPa. Die koste van hidrogenering/dehidrogenering beloop meer as 85%. Dit is nie sensitief vir vervoerafstand nie en is geskik vir medium- en langafstandberging en -vervoer van grootmaatwaterstof, veral seevervoer. Dit is een van die mees belowende maniere van waterstofberging en -vervoer in die toekoms.

4. Chemiese grondstowwe

As 'n potensiële groen stikstofkunsmis en die hoofgrondstof vir groen chemikalieë, groenammoniaksal die vinnige ontwikkeling van die "groen ammoniak + groen kunsmis" en "groen ammoniak chemiese" industriële kettings sterk bevorder.

In vergelyking met sintetiese ammoniak wat uit fossielenergie gemaak word, word verwag dat groen ammoniak nie voor 2035 effektiewe mededingendheid as 'n chemiese grondstof sal kan vorm nie.