У столітньому божевілля піку вуглецю та вуглецевого нейтралітету країни в усьому світі активно шукають нове покоління енергетичних технологій і екологічніаміакОстаннім часом стає центром всесвітньої уваги. Порівняно з воднем, аміак розширюється з найбільш традиційної галузі сільськогосподарських добрив до сфери енергетики завдяки своїм очевидним перевагам у зберіганні та транспортуванні.

Фаріа, експерт з Університету Твенте в Нідерландах, сказав, що зі зростанням цін на вуглець екологічний аміак може стати майбутнім королем рідкого палива.

Отже, що ж таке зелений нашатирний спирт? Який стан його розвитку? Які сценарії застосування? Чи економічно це?

Зелений аміак і стан його розробки

Водень є основною сировиною дляаміаквиробництва. Таким чином, відповідно до різних викидів вуглецю в процесі виробництва водню, аміак також можна класифікувати на наступні чотири категорії за кольором:

Сірийаміак: Виготовляється з традиційної викопної енергії (природного газу та вугілля).

Синій аміак: сирий водень видобувається з викопного палива, але в процесі переробки використовується технологія уловлювання та зберігання вуглецю.

Синьо-зелений аміак: процес піролізу метану розкладає метан на водень і вуглець. Водень, відновлений у процесі, використовується як сировина для виробництва аміаку за допомогою екологічної електроенергії.

Зелений аміак: екологічно чиста електроенергія, вироблена відновлюваними джерелами енергії, такими як енергія вітру та сонця, використовується для електролізу води для виробництва водню, а потім аміак синтезується з азоту та водню в повітрі.

Оскільки зелений аміак виробляє азот і воду після згоряння, а не виробляє вуглекислий газ, зелений аміак вважається паливом із «нульовим вмістом вуглецю» та одним із важливих чистих джерел енергії в майбутньому.

Глобальна зеленьаміакринок ще знаходиться в зародковому стані. З глобальної точки зору розмір ринку екологічно чистого аміаку становить близько 36 мільйонів доларів США у 2021 році та, як очікується, досягне 5,48 мільярдів доларів США у 2030 році, із середньорічним темпом зростання 74,8%, що має значний потенціал. Yundao Capital прогнозує, що глобальне річне виробництво зеленого аміаку перевищить 20 мільйонів тонн у 2030 році та перевищить 560 мільйонів тонн у 2050 році, що становитиме понад 80% світового виробництва аміаку.

Станом на вересень 2023 року в усьому світі було розгорнуто понад 60 проектів з виробництва зеленого аміаку із загальною запланованою виробничою потужністю понад 35 мільйонів тонн на рік. Закордонні проекти з виробництва зеленого аміаку в основному поширені в Австралії, Південній Америці, Європі та на Близькому Сході.

З 2024 року внутрішня промисловість зеленого аміаку в Китаї швидко розвивається. Згідно з неповною статистикою, з 2024 року було просунуто понад 20 проектів зеленого водню. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group тощо інвестували майже 200 мільярдів юанів у просування екологічних проектів аміаку, які вивільнять велику кількість потужностей з виробництва екологічно чистого аміаку в майбутньому.

Сценарії застосування зеленого аміаку

Як чиста енергія зелений аміак має різноманітні сценарії застосування в майбутньому. На додаток до традиційного сільськогосподарського та промислового використання, це також в основному включає змішане виробництво електроенергії, транспортування палива, фіксацію вуглецю, зберігання водню та інші сфери.

1. Судноплавство

Викиди вуглекислого газу від судноплавства складають від 3% до 4% світових викидів вуглекислого газу. У 2018 році Міжнародна морська організація прийняла попередню стратегію скорочення викидів парникових газів, запропонувавши до 2030 року глобальні викиди вуглецю від судноплавства скоротити щонайменше на 40% порівняно з 2008 роком, а до 2050 року прагнути скоротити їх на 70%. Для досягнення скорочення викидів вуглецю та декарбонізації в судноплавній промисловості найперспективнішим технічним засобом є чисте паливо, яке замінює викопну енергію.

У судноплавній галузі прийнято вважати, що «зелений» аміак є одним із головних видів палива для декарбонізації в судноплавній галузі в майбутньому.

Регістр судноплавства Ллойда одного разу передбачив, що між 2030 і 2050 роками частка аміаку як палива для суден збільшиться з 7% до 20%, замінивши скраплений природний газ та інші види палива, щоб стати найважливішим паливом для судноплавства.

2. Електроенергетика

Аміакспалювання не виробляє CO2, а спалювання суміші з аміаком може використовувати існуючі потужності вугільної електростанції без серйозних модифікацій корпусу котла. Це ефективний захід для зменшення викидів вуглекислого газу на вугільних електростанціях.

15 липня Національна комісія з питань розвитку та реформ і Національна адміністрація з питань енергетики оприлюднили «План дій щодо низьковуглецевої трансформації та будівництва вугільної енергетики (2024-2027)», у якому запропоновано, щоб після трансформації та будівництва вугільні енергоблоки мали можливість змішувати більше 10% зеленого аміаку і спалювати вугілля. Рівень споживання та викидів вуглекислого газу значно зменшено. Можна побачити, що змішування аміаку або чистого аміаку в теплових енергоблоках є важливим технічним напрямком для скорочення викидів вуглецю в енергетиці.

Японія є головним промоутером виробництва електроенергії з використанням аміачної суміші. У 2021 році Японія сформулювала «Дорожню карту японського аміачного палива на 2021-2050 рр.» і завершить демонстрацію та перевірку 20% суміші аміачного палива на теплових електростанціях до 2025 року; у міру розвитку технології аміачної суміші ця частка збільшиться до понад 50%; приблизно до 2040 року буде побудована електростанція з використанням чистого аміаку.

3. Носій зберігання водню

Аміак використовується як носій для зберігання водню, і йому необхідно пройти через процеси синтезу аміаку, зрідження, транспортування та повторного вилучення газоподібного водню. Весь процес аміачно-водневої конверсії є зрілим.

В даний час існує шість основних способів зберігання і транспортування водню: зберігання і транспортування в балонах високого тиску, транспортування по трубопроводах під тиском газу, зберігання і транспортування низькотемпературного рідкого водню, зберігання і транспортування рідкого органіки, зберігання і транспортування рідкого аміаку і металу. зберігання та транспортування твердого водню. Серед них зберігання та транспортування рідкого аміаку полягає у видобутку водню шляхом синтезу аміаку, зрідження, транспортування та регазифікації. Аміак зріджується при -33°C або 1 МПа. Вартість гідрування/дегідрування становить понад 85%. Він не чутливий до відстані транспортування та підходить для зберігання та транспортування масового водню на середні та далекі відстані, особливо морського транспорту. Це один із найперспективніших способів зберігання та транспортування водню в майбутньому.

4. Хімічна сировина

Як потенційне зелене азотне добриво та основна сировина для екологічних хімікатів, зеленьаміакрішуче сприятиме швидкому розвитку промислових ланцюгів «зелений аміак + зелене добриво» та «зелений аміак».

У порівнянні з синтетичним аміаком, виготовленим з викопної енергії, очікується, що зелений аміак не зможе сформувати ефективну конкурентоспроможність як хімічна сировина раніше 2035 року.