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 met die styging in koolstofpryse kan groen ammoniak die toekomstige koning van vloeibare brandstof wees.

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

Groen ammoniak en sy ontwikkelingstatus

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

Grysammoniak: Gemaak van tradisionele fossielenergie (aardgas en steenkool).

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

Blou-groen ammoniak: Die metaan pirolise proses ontbind metaan in waterstof en koolstof. Die waterstof wat in die proses herwin word, word as grondstof gebruik om ammoniak met behulp van groen elektrisiteit te vervaardig.

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 gesintetiseer uit stikstof en waterstof in die lug.

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

Die globale groenammoniakmark is nog in sy kinderskoene. Vanuit 'n globale perspektief is die markgrootte vir groen ammoniak ongeveer US$36 miljoen in 2021 en sal na verwagting US$5.48 miljard in 2030 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 20 miljoen ton in 2030 sal oorskry en 560 miljoen ton in 2050 sal oorskry, wat meer as 80% van die globale ammoniakproduksie uitmaak.

Vanaf September 2023 is meer as 60 groen ammoniakprojekte wêreldwyd ontplooi, met 'n totale beplande produksievermoë 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 sedert 2024 meer as 20 groenwaterstofammoniakprojekte 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 'n groot hoeveelheid groen ammoniakproduksievermoë in die toekoms sal vrystel.

Toepassingsscenario's van groen ammoniak

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

1. Verskepingsbedryf

Koolstofdioksiedvrystellings van skeepsvaart is verantwoordelik vir 3% tot 4% van globale koolstofdioksiedvrystellings. In 2018 het die Internasionale Maritieme Organisasie 'n voorlopige strategie vir die vermindering van kweekhuisgasvrystellings aanvaar, wat voorstel dat globale verskeping se koolstofvrystellings teen 2030 met minstens 40% verminder sal word vergeleke met 2008, en daarna streef om teen 2050 met 70% te verminder. om koolstofvermindering en dekarbonisering in die skeepsbedryf te bewerkstellig, is skoon brandstof wat fossielenergie vervang die mees belowende tegniese middel.

Daar word algemeen in die skeepsvaartbedryf geglo dat groen ammoniak een van die hoofbrandstowwe vir ontkarbonisering in die skeepsbedryf in die toekoms is.

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

2. Kragopwekkingsbedryf

Ammoniakverbranding produseer nie CO2 nie, en ammoniak-gemengde verbranding kan bestaande steenkoolaangedrewe kragsentralefasiliteite benut sonder groot veranderinge aan die ketelliggaam. Dit is 'n doeltreffende maatreël om koolstofdioksiedvrystellings in steenkoolkragsentrales te verminder.

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

Japan is 'n groot promotor van ammoniak gemengde verbrandingskragopwekking. Japan het die “2021-2050 Japan Ammoniak Fuel Roadmap” in 2021 geformuleer, en sal die demonstrasie en verifikasie van 20% gemengde ammoniakbrandstof in termiese kragsentrales teen 2025 voltooi; soos die ammoniakgemengde tegnologie verouder, sal hierdie verhouding tot meer as 50% toeneem; teen ongeveer 2040 sal 'n suiwer ammoniakkragsentrale gebou word.

3. Waterstofopbergingsdraer

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

Tans is daar ses hoof maniere van waterstofberging en -vervoer: hoëdruksilinderberging en vervoer, pyplyngasvormige vervoer onder druk, laetemperatuur vloeibare waterstofberging en -vervoer, vloeibare organiese berging en vervoer, vloeibare ammoniakberging en vervoer, en metaal vaste waterstof berging en vervoer. Onder hulle is die berging en vervoer van vloeibare ammoniak om waterstof te onttrek deur ammoniaksintese, vloeibaarmaking, vervoer en hervergassing. Ammoniak word vloeibaar gemaak by -33°C of 1MPa. Die koste van hidrogenering/dehidrogenering is verantwoordelik vir 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 stikstof kunsmis en die belangrikste grondstof 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 doeltreffende mededingendheid as chemiese grondstof sal kan vorm nie.