Dalam kegilaan berabad-abad terhadap puncak karbon dan neutraliti karbon, negara-negara di seluruh dunia sedang giat mencari teknologi tenaga generasi akan datang, dan hijauammoniamenjadi tumpuan global baru-baru ini. Berbanding dengan hidrogen, ammonia berkembang daripada medan baja pertanian yang paling tradisional kepada medan tenaga kerana kelebihannya yang jelas dalam penyimpanan dan pengangkutan.

Faria, pakar di Universiti Twente di Belanda, berkata dengan kenaikan harga karbon, ammonia hijau mungkin menjadi raja bahan api cecair masa depan.

Jadi, apakah sebenarnya ammonia hijau? Apakah status pembangunannya? Apakah senario aplikasi? Adakah ia menjimatkan?

Ammonia hijau dan status perkembangannya

Hidrogen adalah bahan mentah utama untukammoniapengeluaran. Oleh itu, mengikut pelepasan karbon yang berbeza dalam proses pengeluaran hidrogen, ammonia juga boleh dikelaskan kepada empat kategori berikut mengikut warna:

kelabuammonia: Diperbuat daripada tenaga fosil tradisional (gas asli dan arang batu).

Ammonia biru: Hidrogen mentah diekstrak daripada bahan api fosil, tetapi teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon digunakan dalam proses penapisan.

Ammonia biru-hijau: Proses pirolisis metana menguraikan metana kepada hidrogen dan karbon. Hidrogen yang diperoleh semula dalam proses itu digunakan sebagai bahan mentah untuk menghasilkan ammonia menggunakan elektrik hijau.

Ammonia hijau: Elektrik hijau yang dihasilkan oleh tenaga boleh diperbaharui seperti tenaga angin dan suria digunakan untuk mengelektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen, dan kemudian ammonia disintesis daripada nitrogen dan hidrogen di udara.

Oleh kerana ammonia hijau menghasilkan nitrogen dan air selepas pembakaran, dan tidak menghasilkan karbon dioksida, ammonia hijau dianggap sebagai bahan api "sifar karbon" dan salah satu sumber tenaga bersih yang penting pada masa hadapan.

Hijau globalammoniapasaran masih di peringkat awal. Dari perspektif global, saiz pasaran ammonia hijau adalah kira-kira AS$36 juta pada 2021 dan dijangka mencecah AS$5.48 bilion pada 2030, dengan purata kadar pertumbuhan kompaun tahunan sebanyak 74.8%, yang mempunyai potensi besar. Yundao Capital meramalkan bahawa pengeluaran tahunan global ammonia hijau akan melebihi 20 juta tan pada tahun 2030 dan melebihi 560 juta tan pada tahun 2050, menyumbang lebih daripada 80% daripada pengeluaran ammonia global.

Sehingga September 2023, lebih daripada 60 projek ammonia hijau telah digunakan di seluruh dunia, dengan jumlah kapasiti pengeluaran yang dirancang melebihi 35 juta tan/tahun. Projek ammonia hijau di luar negara diedarkan terutamanya di Australia, Amerika Selatan, Eropah dan Timur Tengah.

Sejak 2024, industri ammonia hijau domestik di China telah berkembang pesat. Mengikut statistik yang tidak lengkap, sejak 2024, lebih daripada 20 projek ammonia hidrogen hijau telah dipromosikan. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, dll. telah melabur hampir 200 bilion yuan dalam mempromosikan projek ammonia hijau, yang akan mengeluarkan sejumlah besar kapasiti pengeluaran ammonia hijau pada masa hadapan.

Senario aplikasi ammonia hijau

Sebagai tenaga bersih, ammonia hijau mempunyai pelbagai senario aplikasi pada masa hadapan. Sebagai tambahan kepada kegunaan pertanian dan perindustrian tradisional, ia juga terutamanya merangkumi penjanaan kuasa campuran, bahan api penghantaran, penetapan karbon, penyimpanan hidrogen dan bidang lain.

1. Industri perkapalan

Pelepasan karbon dioksida daripada perkapalan menyumbang 3% hingga 4% daripada pelepasan karbon dioksida global. Pada 2018, Pertubuhan Maritim Antarabangsa menerima pakai strategi awal untuk pengurangan pelepasan gas rumah hijau, mencadangkan bahawa menjelang 2030, pelepasan karbon perkapalan global akan dikurangkan sekurang-kurangnya 40% berbanding dengan 2008, dan berusaha untuk mengurangkan sebanyak 70% menjelang 2050. Agar untuk mencapai pengurangan karbon dan penyahkarbonan dalam industri perkapalan, bahan api bersih menggantikan tenaga fosil adalah cara teknikal yang paling menjanjikan.

Secara amnya dipercayai dalam industri perkapalan bahawa ammonia hijau adalah salah satu bahan api utama untuk penyahkarbonan dalam industri perkapalan pada masa hadapan.

Daftar Penghantaran Lloyd pernah meramalkan bahawa antara 2030 dan 2050, bahagian ammonia sebagai bahan api penghantaran akan meningkat daripada 7% kepada 20%, menggantikan gas asli cecair dan bahan api lain untuk menjadi bahan api perkapalan yang paling penting.

2. Industri penjanaan kuasa

Ammoniapembakaran tidak menghasilkan CO2, dan pembakaran bercampur ammonia boleh menggunakan kemudahan loji janakuasa arang batu sedia ada tanpa pengubahsuaian besar pada badan dandang. Ia adalah langkah yang berkesan untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida dalam loji janakuasa arang batu.

Pada 15 Julai, Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara dan Pentadbiran Tenaga Negara mengeluarkan "Pelan Tindakan untuk Transformasi Rendah Karbon dan Pembinaan Kuasa Arang Batu (2024-2027)", yang mencadangkan bahawa selepas transformasi dan pembinaan, unit kuasa arang batu harus mempunyai keupayaan untuk mengadun lebih daripada 10% ammonia hijau dan membakar arang batu. Tahap penggunaan dan pelepasan karbon dikurangkan dengan ketara. Dapat dilihat bahawa mencampurkan ammonia atau ammonia tulen dalam unit kuasa haba adalah arah teknikal yang penting untuk pengurangan pelepasan karbon dalam medan penjanaan kuasa.

Jepun ialah penggalak utama penjanaan kuasa pembakaran campuran ammonia. Jepun merumuskan "Pelan Hala Tuju Bahan Api Ammonia Jepun 2021-2050" pada 2021, dan akan melengkapkan demonstrasi dan pengesahan 20% bahan api ammonia campuran dalam loji janakuasa haba menjelang 2025; apabila teknologi campuran ammonia matang, bahagian ini akan meningkat kepada lebih daripada 50%; menjelang 2040, loji janakuasa ammonia tulen akan dibina.

3. Pembawa simpanan hidrogen

Ammonia digunakan sebagai pembawa penyimpanan hidrogen, dan perlu melalui proses sintesis ammonia, pencairan, pengangkutan, dan pengekstrakan semula hidrogen gas. Keseluruhan proses penukaran ammonia-hidrogen adalah matang.

Pada masa ini, terdapat enam cara utama penyimpanan dan pengangkutan hidrogen: penyimpanan dan pengangkutan silinder tekanan tinggi, pengangkutan bertekanan gas saluran paip, penyimpanan dan pengangkutan hidrogen cecair suhu rendah, penyimpanan dan pengangkutan organik cecair, penyimpanan dan pengangkutan ammonia cecair, dan logam. penyimpanan dan pengangkutan hidrogen pepejal. Antaranya, penyimpanan dan pengangkutan ammonia cecair adalah untuk mengekstrak hidrogen melalui sintesis ammonia, pencairan, pengangkutan, dan pengegasan semula. Ammonia dicairkan pada -33°C atau 1MPa. Kos penghidrogenan/penyahhidrogenan menyumbang lebih daripada 85%. Ia tidak sensitif kepada jarak pengangkutan dan sesuai untuk penyimpanan dan pengangkutan hidrogen pukal pada jarak sederhana dan jauh, terutamanya pengangkutan laut. Ia adalah salah satu cara penyimpanan dan pengangkutan hidrogen yang paling menjanjikan pada masa hadapan.

4. Bahan mentah kimia

Sebagai baja nitrogen hijau yang berpotensi dan bahan mentah utama untuk bahan kimia hijau, hijauammoniaakan menggalakkan perkembangan pesat rantaian industri "ammonia hijau + baja hijau" dan "kimia ammonia hijau".

Berbanding dengan ammonia sintetik yang diperbuat daripada tenaga fosil, ammonia hijau dijangka tidak akan dapat membentuk daya saing yang berkesan sebagai bahan mentah kimia sebelum 2035.