I den århundrede lange dille om kulstoftop og kulstofneutralitet leder lande verden over aktivt efter den næste generation af energiteknologi og grøn energi.ammoniaker i den seneste tid blevet genstand for global opmærksomhed. Sammenlignet med brint udvider ammoniak sig fra at være det mest traditionelle landbrugsgødningsområde til energiområdet på grund af dets åbenlyse fordele inden for opbevaring og transport.

Faria, en ekspert ved Universitetet i Twente i Holland, sagde, at med de stigende kulstofpriser kan grøn ammoniak blive fremtidens konge inden for flydende brændstoffer.

Så hvad er grøn ammoniak egentlig? Hvad er dens udviklingsstatus? Hvad er anvendelsesscenarierne? Er det økonomisk rentabelt?

Grøn ammoniak og dens udviklingsstatus

Brint er det vigtigste råmateriale tilammoniakproduktion. Derfor kan ammoniak, afhængigt af de forskellige kulstofemissioner i brintproduktionsprocessen, også klassificeres i følgende fire kategorier efter farve:

GråammoniakFremstillet af traditionel fossil energi (naturgas og kul).

Blå ammoniak: Rå brint udvindes fra fossile brændstoffer, men der anvendes teknologi til kulstofopsamling og -lagring i raffineringsprocessen.

Blågrøn ammoniak: Metanpyrolyseprocessen nedbryder metan til brint og kulstof. Den brint, der genvindes i processen, bruges som råmateriale til at producere ammoniak ved hjælp af grøn elektricitet.

Grøn ammoniak: Grøn elektricitet genereret af vedvarende energi såsom vind- og solenergi bruges til at elektrolysere vand for at producere brint, og derefter syntetiseres ammoniak fra nitrogen og brint i luften.

Fordi grøn ammoniak producerer nitrogen og vand efter forbrænding, og ikke producerer kuldioxid, betragtes grøn ammoniak som et "kulstoffrit" brændstof og en af ​​de vigtigste rene energikilder i fremtiden.

Den globale grønneammoniakMarkedet er stadig i sin vorden. Fra et globalt perspektiv er markedet for grøn ammoniak på omkring 36 millioner USD i 2021 og forventes at nå 5,48 milliarder USD i 2030, med en gennemsnitlig årlig vækstrate på 74,8%, hvilket har et betydeligt potentiale. Yundao Capital forudsiger, at den globale årlige produktion af grøn ammoniak vil overstige 20 millioner tons i 2030 og overstige 560 millioner tons i 2050, hvilket tegner sig for mere end 80% af den globale ammoniakproduktion.

Pr. september 2023 er der iværksat mere end 60 grønne ammoniakprojekter på verdensplan med en samlet planlagt produktionskapacitet på mere end 35 millioner tons/år. Grønne ammoniakprojekter i udlandet er primært distribueret i Australien, Sydamerika, Europa og Mellemøsten.

Siden 2024 har den indenlandske grønne ammoniakindustri i Kina udviklet sig hurtigt. Ifølge ufuldstændige statistikker er der siden 2024 blevet promoveret mere end 20 grønne hydrogenammoniakprojekter. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group osv. har investeret næsten 200 milliarder yuan i at fremme grønne ammoniakprojekter, hvilket vil frigøre en stor mængde grøn ammoniakproduktionskapacitet i fremtiden.

Anvendelsesscenarier for grøn ammoniak

Som ren energi har grøn ammoniak en række anvendelsesmuligheder i fremtiden. Ud over traditionelle landbrugs- og industrianvendelser omfatter den også primært blanding af elproduktion, transport af brændstof, kulstofbinding, brintlagring og andre områder.

1. Skibsfart

Kuldioxidudledning fra skibsfart tegner sig for 3 % til 4 % af de globale kuldioxidudledninger. I 2018 vedtog Den Internationale Søfartsorganisation en foreløbig strategi for reduktion af drivhusgasemissioner, hvori det foreslås, at de globale kulstofemissioner fra skibsfart inden 2030 skal reduceres med mindst 40 % sammenlignet med 2008, og at der stræbes efter at reduceres med 70 % inden 2050. For at opnå kulstofreduktion og dekarbonisering i skibsfartsindustrien er rene brændstoffer, der erstatter fossil energi, det mest lovende tekniske middel.

Det er en generel opfattelse i shippingbranchen, at grøn ammoniak er et af de vigtigste brændstoffer til dekarbonisering i shippingbranchen i fremtiden.

Lloyd's Register of Shipping forudsagde engang, at andelen af ​​ammoniak som brændstof til skibsfart vil stige fra 7 % til 20 % mellem 2030 og 2050 og dermed erstatte flydende naturgas og andre brændstoffer og blive det vigtigste brændstof til skibsfart.

2. Kraftproduktionsindustrien

AmmoniakForbrænding producerer ikke CO2, og ammoniakblandet forbrænding kan udnytte eksisterende kulkraftværksfaciliteter uden større ændringer af kedelhuset. Det er en effektiv foranstaltning til at reducere kuldioxidudledningen i kulkraftværker.

Den 15. juli udstedte den nationale udviklings- og reformkommission og den nationale energiadministration "Handlingsplan for lavemissionstransformation og opførelse af kulkraft (2024-2027)", som foreslog, at kulkraftværker efter transformation og opførelse skulle have mulighed for at blande mere end 10% grøn ammoniak og forbrænde kul. Forbrug og CO2-udledning reduceres betydeligt. Det kan ses, at blanding af ammoniak eller ren ammoniak i termiske kraftværker er en vigtig teknisk retning for reduktion af CO2-udledning inden for kraftproduktion.

Japan er en vigtig fortaler for kraftproduktion med blandet ammoniakforbrænding. Japan formulerede "2021-2050 Japan Ammonia Fuel Roadmap" i 2021 og vil færdiggøre demonstrationen og verifikationen af ​​20% blandet ammoniakbrændstof i termiske kraftværker inden 2025. Efterhånden som teknologien med blandet ammoniak modnes, vil denne andel stige til mere end 50%; omkring 2040 vil et kraftværk med rent ammoniak blive bygget.

3. Brintlagringsbærer

Ammoniak bruges som en brintlagringsbærer og skal gennemgå processerne ammoniaksyntese, likvefaktion, transport og reekstraktion af gasformig brint. Hele processen med ammoniak-brint-omdannelse er fuldt udviklet.

I øjeblikket er der seks hovedmåder til lagring og transport af brint: lagring og transport i højtrykscylindere, transport under tryk i rørledninger, lagring og transport af flydende brint ved lav temperatur, lagring og transport af flydende organisk materiale, lagring og transport af flydende ammoniak samt lagring og transport af metalfast brint. Blandt disse er lagring og transport af flydende ammoniak at udvinde brint gennem ammoniaksyntese, likvefaktion, transport og regasificering. Ammoniak flydes ved -33°C eller 1 MPa. Omkostningerne ved hydrogenering/dehydrogenering tegner sig for mere end 85%. Det er ikke følsomt over for transportafstand og er egnet til mellem- og langdistancelagring og transport af bulkbrint, især havtransport. Det er en af ​​de mest lovende måder til lagring og transport af brint i fremtiden.

4. Kemiske råmaterialer

Som en potentiel grøn kvælstofgødning og det vigtigste råmateriale til grønne kemikalier, grønammoniakvil kraftigt fremme den hurtige udvikling af industrikæderne "grøn ammoniak + grøn gødning" og "grøn ammoniakkemikalie".

Sammenlignet med syntetisk ammoniak fremstillet af fossil energi forventes det, at grøn ammoniak ikke vil være i stand til at danne effektiv konkurrenceevne som kemisk råmateriale før 2035.