I det århundrede lange dille af kulstoftop og kulstofneutralitet er lande over hele verden aktivt på udkig efter den næste generation af energiteknologi og grønammoniakbliver for nylig i fokus for global opmærksomhed. Sammenlignet med brint ekspanderer ammoniak fra det mest traditionelle landbrugsgødningsfelt til energifeltet på grund af dets åbenlyse fordele ved opbevaring og transport.

Faria, en ekspert ved University of Twente i Holland, sagde, at med stigningen i kulstofpriserne kan grøn ammoniak være den fremtidige konge af flydende brændstoffer.

Så hvad er nøjagtigt grøn ammoniak? Hvad er dens udviklingsstatus? Hvad er applikationsscenarierne? Er det økonomisk?

Grøn ammoniak og dens udviklingsstatus

Brint er det vigtigste råmateriale tilammoniakproduktion. I henhold til de forskellige kulstofemissioner i brintproduktionsprocessen kan ammoniak derfor også klassificeres i de følgende fire kategorier efter farve:

Gråammoniak: Lavet af traditionel fossil energi (naturgas og kul).

Blå ammoniak: Rå brint ekstraheres fra fossile brændstoffer, men kulstoffangst og opbevaringsteknologi bruges i raffineringsprocessen.

Blågrøn ammoniak: Methan-pyrolyseprocessen nedbrydes metan til brint og kulstof. Brintet, der er genvundet 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 til at producere brint, og derefter syntetiseres ammonias fra nitrogen og brint i luften.

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

Den globale grønneammoniakMarkedet er stadig i sin spædbarn. Fra et globalt perspektiv handler den grønne ammoniakmarkedsstørrelse omkring 36 millioner dollars i 2021 og forventes at nå USD 5,48 milliarder i 2030 med en gennemsnitlig årlig sammensat 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.

Fra september 2023 er mere end 60 grønne ammoniakprojekter blevet implementeret over hele verden med en samlet planlagt produktionskapacitet på mere end 35 millioner tons/år. Oversøiske grønne ammoniakprojekter distribueres hovedsageligt i Australien, Sydamerika, Europa og Mellemøsten.

Siden 2024 har den indenlandske grønne ammoniakindustri i Kina udviklet sig hurtigt. I henhold til ufuldstændige statistikker er der siden 2024 blevet fremmet mere end 20 grønne brint ammoniakprojekter. 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, som vil frigive en stor mængde grøn ammoniakproduktionskapacitet i fremtiden.

Applikationsscenarier af grøn ammoniak

Som en ren energi har grøn ammoniak en række applikationsscenarier i fremtiden. Ud over traditionelle landbrugs- og industrielle anvendelser inkluderer det også hovedsageligt blanding af kraftproduktion, forsendelsesbrændstof, kulstoffiksering, brintopbevaring og andre felter.

1. forsendelsesindustri

Kuldioxidemissioner fra forsendelseskonto for 3% til 4% af de globale kuldioxidemissioner. I 2018 vedtog den internationale søfartsorganisation en foreløbig strategi for reduktion af drivhusgasemission, hvilket foreslog, at den globale forsendelsescarbonemissioner i 2030 vil blive reduceret med mindst 40% sammenlignet med 2008 og stræber efter at reducere med 70% i 2050. For at opnå kulstofreduktion og dekarbonisering i skibsfarten er rene brændstoffer, der erstatter fossile energi, de mest lomende tekniske midler.

Det antages generelt på skibsfartsindustrien, at grøn ammoniak er et af de vigtigste brændstoffer til dekarbonisering i skibsfarten i fremtiden.

Lloyds Register over forsendelse forudsagde engang, at mellem 2030 og 2050 vil andelen af ​​ammoniak som forsendelsesbrændstof stige fra 7% til 20%, hvilket erstatter flydende naturgas og andre brændstoffer til at blive det vigtigste forsendelsesbrændstof.

2. kraftproduktionsindustri

AmmoniakForbrænding producerer ikke CO2, og ammoniakblandet forbrænding kan bruge eksisterende kulfyrede kraftværksfaciliteter uden større ændringer af kedelkroppen. Det er en effektiv foranstaltning til reduktion af kuldioxidemissioner i kulfyrede kraftværker.

Den 15. juli udstedte National Development and Reform Commission og National Energy Administration ”Handlingsplanen for lav-kulstoftransformation og konstruktion af kulkraft (2024-2027)”, der foreslog, at kulkraftenheder efter transformation og konstruktion skulle have evnen til at blande mere end 10% af grøn ammoniak og forbrænding af kul. Forbrug og kulstofemissionsniveauer reduceres markant. Det kan ses, at blanding af ammoniak eller ren ammoniak i termiske effektenheder er en vigtig teknisk retning for reduktion af kulstofemission i elproduktionsfeltet.

Japan er en stor promotor af ammoniakblandet forbrændingskraftproduktion. Japan formulerede "2021-2050 Japan ammoniak brændstofkøretøj" i 2021 og vil afslutte demonstrationen og verifikationen af ​​20% blandet ammoniakbrændstof i termiske kraftværker i 2025; Når ammoniakblandet teknologi modnes, vil denne andel stige til mere end 50%; I omkring 2040 bygges et rent ammoniakkraftværk.

3. brintopbevaringsbærer

Ammoniak bruges som en brintopbevaringsbærer og skal gennemgå processerne med ammoniaksyntese, flydende, transport og genekstraktion af gasformigt brint. Hele processen med ammoniak-hydrogenomdannelse er moden.

På nuværende tidspunkt er der seks hovedmåder til brintopbevaring og transport: højtrykscylinderopbevaring og transport, rørledningsgasformet tryktransport, lavtemperatur flydende brintopbevaring og transport, flydende organisk opbevaring og transport, flydende ammoniakopbevaring og transport og metalfabort brintopbevaring og transport. Blandt dem er flydende ammoniakopbevaring og transport at udtrække brint gennem ammoniaksyntese, flydende, transport og regasificering. Ammoniak er flydende ved -33 ° C eller 1MPa. Omkostningerne ved hydrogenering/dehydrogenering tegner sig for mere end 85%. Det er ikke følsomt over for transportafstand og er velegnet til mellem- og langdistanceopbevaring og transport af bulkhydrogen, især havtransport. Det er en af ​​de mest lovende måder til brintopbevaring og transport i fremtiden.

4. Kemiske råmaterialer

Som en potentiel grøn nitrogengødning og det vigtigste råmateriale til grønne kemikalier, grøntammoniakvil kraftigt fremme den hurtige udvikling af "grøn ammoniak + grøn gødning" og "grøn ammoniak kemiske" industrielle kæder.

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