I den århundrelange mani av karbontopp og karbonnøytralitet, leter land rundt om i verden aktivt etter neste generasjon energiteknologi, og grøntammoniakkhar blitt fokus for global oppmerksomhet nylig. Sammenlignet med hydrogen utvider ammoniakk seg fra det mest tradisjonelle jordbruksgjødselfeltet til energifeltet på grunn av dets åpenbare fordeler innen lagring og transport.

Faria, en ekspert ved University of Twente i Nederland, sa at med økningen i karbonprisene, kan grønn ammoniakk bli den fremtidige kongen av flytende drivstoff.

Så, hva er egentlig grønn ammoniakk? Hva er utviklingsstatusen? Hva er applikasjonsscenarioene? Er det økonomisk?

Grønn ammoniakk og dens utviklingsstatus

Hydrogen er hovedråstoffet forammoniakkproduksjon. Derfor, i henhold til de forskjellige karbonutslippene i hydrogenproduksjonsprosessen, kan ammoniakk også klassifiseres i følgende fire kategorier etter farge:

Gråammoniakk: Laget av tradisjonell fossil energi (naturgass og kull).

Blå ammoniakk: Råhydrogen utvinnes fra fossilt brensel, men karbonfangst- og lagringsteknologi brukes i raffineringsprosessen.

Blågrønn ammoniakk: Metanpyrolyseprosessen bryter metan ned til hydrogen og karbon. Hydrogenet som gjenvinnes i prosessen brukes som råstoff for å produsere ammoniakk ved bruk av grønn strøm.

Grønn ammoniakk: Grønn elektrisitet generert av fornybar energi som vind- og solenergi brukes til å elektrolysere vann for å produsere hydrogen, og deretter syntetiseres ammoniakk fra nitrogen og hydrogen i luften.

Fordi grønn ammoniakk produserer nitrogen og vann etter forbrenning, og ikke produserer karbondioksid, regnes grønn ammoniakk som et "nullkarbon" drivstoff og en av de viktige rene energikildene i fremtiden.

Den globale grønneammoniakkmarkedet er fortsatt i sin spede begynnelse. Fra et globalt perspektiv er markedsstørrelsen for grønn ammoniakk rundt 36 millioner dollar i 2021 og forventes å nå 5,48 milliarder dollar i 2030, med en gjennomsnittlig årlig sammensatt vekstrate på 74,8 %, som har et betydelig potensial. Yundao Capital spår at den globale årlige produksjonen av grønn ammoniakk vil overstige 20 millioner tonn i 2030 og overstige 560 millioner tonn i 2050, noe som utgjør mer enn 80 % av den globale ammoniakkproduksjonen.

Per september 2023 har mer enn 60 grønn ammoniakkprosjekter blitt distribuert over hele verden, med en samlet planlagt produksjonskapasitet på mer enn 35 millioner tonn/år. Oversjøiske grønn ammoniakkprosjekter distribueres hovedsakelig i Australia, Sør-Amerika, Europa og Midtøsten.

Siden 2024 har den innenlandske grønne ammoniakkindustrien i Kina utviklet seg raskt. I følge ufullstendig statistikk, siden 2024, har mer enn 20 grønne hydrogenammoniakkprosjekter blitt promotert. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, etc. har investert nesten 200 milliarder yuan i å fremme grønn ammoniakkprosjekter, som vil frigjøre en stor mengde grønn ammoniakkproduksjonskapasitet i fremtiden.

Bruksscenarier for grønn ammoniakk

Som en ren energi har grønn ammoniakk en rekke bruksscenarier i fremtiden. I tillegg til tradisjonelle landbruks- og industrielle bruksområder, inkluderer det også hovedsakelig blanding av kraftproduksjon, frakt av drivstoff, karbonfiksering, hydrogenlagring og andre felt.

1. Rederinæring

Karbondioksidutslipp fra skipsfart står for 3 % til 4 % av globale karbondioksidutslipp. I 2018 vedtok Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen en foreløpig strategi for reduksjon av klimagassutslipp, som foreslår at innen 2030 skal globale skipsfarts karbonutslipp reduseres med minst 40 % sammenlignet med 2008, og streber etter å redusere med 70 % innen 2050. for å oppnå karbonreduksjon og avkarbonisering i skipsfartsindustrien, er rent drivstoff som erstatter fossil energi det mest lovende tekniske middelet.

Det er en generell oppfatning i skipsfartsnæringen at grønn ammoniakk er et av hoveddrivstoffene for avkarbonisering i skipsfartsnæringen i fremtiden.

Lloyd's Register of Shipping spådde en gang at mellom 2030 og 2050 vil andelen ammoniakk som fraktdrivstoff øke fra 7% til 20%, og erstatte flytende naturgass og annet drivstoff til å bli det viktigste fraktdrivstoffet.

2. Kraftproduksjonsindustri

Ammoniakkforbrenning produserer ikke CO2, og ammoniakkblandet forbrenning kan utnytte eksisterende kullkraftverksanlegg uten store modifikasjoner av kjelekroppen. Det er et effektivt tiltak for å redusere karbondioksidutslipp i kullkraftverk.

Den 15. juli utstedte den nasjonale utviklings- og reformkommisjonen og den nasjonale energiadministrasjonen "Handlingsplan for lavkarbontransformasjon og konstruksjon av kullkraft (2024-2027)", som foreslo at etter transformasjon og bygging skulle kullkraftenheter ha evnen til å blande mer enn 10% av grønn ammoniakk og brenne kull. Forbruk og karbonutslipp er betydelig redusert. Det kan sees at blanding av ammoniakk eller ren ammoniakk i termiske kraftenheter er en viktig teknisk retning for reduksjon av karbonutslipp i kraftproduksjonsfeltet.

Japan er en stor pådriver for produksjon av ammoniakkblandet forbrenningskraft. Japan formulerte "2021-2050 Japan Ammonia Fuel Roadmap" i 2021, og vil fullføre demonstrasjonen og verifiseringen av 20 % blandet ammoniakkbrensel i termiske kraftverk innen 2025; etter hvert som ammoniakkblandet teknologi modnes, vil denne andelen øke til mer enn 50 %; rundt 2040 skal det bygges et rent ammoniakkkraftverk.

3. Hydrogenlagringsbærer

Ammoniakk brukes som en hydrogenlagringsbærer, og må gå gjennom prosessene for ammoniakksyntese, flytendegjøring, transport og gjenutvinning av gassformig hydrogen. Hele prosessen med ammoniakk-hydrogen-omdannelse er moden.

For tiden er det seks hovedmåter for lagring og transport av hydrogen: lagring og transport av høytrykkssylinder, gasstransport under trykk i rørledninger, lagring og transport av flytende hydrogen ved lav temperatur, lagring og transport av flytende organisk, lagring og transport av flytende ammoniakk, og metall lagring og transport av fast hydrogen. Blant dem er flytende ammoniakklagring og transport å utvinne hydrogen gjennom ammoniakksyntese, flytendegjøring, transport og regassifisering. Ammoniakk gjøres flytende ved -33°C eller 1MPa. Kostnaden for hydrogenering/dehydrogenering utgjør mer enn 85 %. Den er ikke følsom for transportavstand og er egnet for mellom- og langdistanselagring og transport av bulkhydrogen, spesielt havtransport. Det er en av de mest lovende måtene for hydrogenlagring og -transport i fremtiden.

4. Kjemiske råvarer

Som en potensiell grønn nitrogengjødsel og hovedråstoffet for grønne kjemikalier, grøntammoniakkvil sterkt fremme den raske utviklingen av industrikjedene «grønn ammoniakk + grønn gjødsel» og «grønn ammoniakkkjemikalier».

Sammenlignet med syntetisk ammoniakk laget av fossil energi er det forventet at grønn ammoniakk ikke vil kunne danne effektiv konkurransekraft som kjemisk råstoff før 2035.