I den århundrede lange dille med kulstoftop og kulstofneutralitet leder lande rundt om i verden aktivt efter den næste generation af energiteknologi og grønammoniaker blevet i fokus for global opmærksomhed for nylig. Sammenlignet med brint udvider ammoniak sig fra det mest traditionelle landbrugsgødningsfelt til energiområdet 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 blive den fremtidige konge af flydende brændstoffer.

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

Grøn ammoniak og dens udviklingsstatus

Brint er hovedråstoffet tilammoniakproduktion. Derfor kan ammoniak i henhold til de forskellige kulstofemissioner i brintproduktionsprocessen også klassificeres i følgende fire kategorier efter farve:

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

Blå ammoniak: Råbrint udvindes fra fossile brændstoffer, men kulstofopsamlings- og lagringsteknologi bruges i raffineringsprocessen.

Blågrøn ammoniak: Metanpyrolyseprocessen nedbryder metan til brint og kulstof. Brinten, 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 til 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 "nul-kulstof" brændstof og en af ​​de vigtige rene energikilder i fremtiden.

Det globale grønneammoniakmarkedet er stadig i sin vorden. Fra et globalt perspektiv er den grønne ammoniakmarkedsstørrelse omkring US$36 millioner i 2021 og forventes at nå US$5,48 milliarder i 2030 med en gennemsnitlig årlig sammensat vækstrate på 74,8%, hvilket har et betydeligt potentiale. Yundao Capital forudser, at den globale årlige produktion af grøn ammoniak vil overstige 20 millioner tons i 2030 og overstige 560 millioner tons i 2050, hvilket svarer til mere end 80% af den globale ammoniakproduktion.

Fra september 2023 er mere end 60 grønne ammoniakprojekter blevet indsat på verdensplan 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. Ifølge ufuldstændige statistikker er mere end 20 grønne brintammoniakprojekter siden 2024 blevet fremmet. 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.

Anvendelsesscenarier for grøn ammoniak

Som en ren energi har grøn ammoniak en række anvendelsesscenarier i fremtiden. Ud over traditionelle landbrugs- og industrianvendelser omfatter det også hovedsageligt blanding af elproduktion, forsendelse af brændstof, kulstoffiksering, brintlagring og andre områder.

1. Rederiet

Kuldioxidemissioner fra skibsfart tegner sig for 3 % til 4 % af de globale kuldioxidemissioner. I 2018 vedtog Den Internationale Søfartsorganisation en foreløbig strategi for reduktion af drivhusgasemissioner, der foreslår, at den globale skibsfarts CO2-udledning i 2030 skal reduceres med mindst 40 % sammenlignet med 2008, og stræbe efter at reducere med 70 % i 2050. for at opnå kulstofreduktion og dekarbonisering i skibsfartsindustrien er rene brændstoffer, der erstatter fossil energi, det mest lovende tekniske middel.

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

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

2. Elproduktionsindustrien

Ammoniakforbrænding producerer ikke CO2, og ammoniakblandet forbrænding kan udnytte eksisterende kulfyrede kraftværksanlæg uden større ændringer af kedelkroppen. Det er en effektiv foranstaltning til at reducere udledningen af ​​kuldioxid i kulfyrede kraftværker.

Den 15. juli udsendte den nationale udviklings- og reformkommission og den nationale energiadministration "Handlingsplan for kulstoffattig transformation og konstruktion af kulkraft (2024-2027)", som foreslog, at kulkraftenheder efter transformation og konstruktion skulle have evnen til at blande mere end 10% grøn ammoniak og brænde kul. Forbrug og kulstofemissionsniveauer er betydeligt reduceret. Det kan ses, at blanding af ammoniak eller ren ammoniak i termiske kraftenheder er en vigtig teknisk retning for reduktion af kulstofemission i elproduktionsområdet.

Japan er en stor fortaler for produktion af ammoniakblandet forbrændingskraft. Japan formulerede "2021-2050 Japan Ammoniak Fuel Roadmap" i 2021 og vil fuldføre demonstrationen og verifikationen af ​​20% blandet ammoniakbrændsel i termiske kraftværker inden 2025; efterhånden som den ammoniakblandede teknologi modnes, vil denne andel stige til mere end 50 %; omkring 2040 skal der bygges et rent ammoniakkraftværk.

3. Brintlagerbærer

Ammoniak bruges som en brintlagerbærer og skal gennemgå processerne for ammoniaksyntese, fortætning, transport og genudvinding af gasformigt brint. Hele processen med ammoniak-brint-omdannelse er moden.

På nuværende tidspunkt er der seks hovedmåder til brintopbevaring og -transport: højtrykscylinderopbevaring og -transport, rørledningsgasformig tryktransport, lavtemperatur flydende brintopbevaring og -transport, flydende organisk opbevaring og transport, lagring og transport af flydende ammoniak og metal opbevaring og transport af fast brint. Blandt dem er lagring og transport af flydende ammoniak at udvinde brint gennem ammoniaksyntese, fortætning, transport og genforgasning. Ammoniak gøres 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 langdistancelagring og transport af bulkbrint, især havtransport. Det er en af ​​de mest lovende måder at lagre og transportere brint på i fremtiden.

4. Kemiske råvarer

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 ammoniak kemisk".

Sammenlignet med syntetisk ammoniak fremstillet af fossil energi forventes det, at grøn ammoniak ikke vil kunne danne en effektiv konkurrenceevne som kemisk råvare før 2035.