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

Faria, seorang 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 aplikasinya? Adakah ia menjimatkan?

Ammonia hijau dan status pembangunannya

Hidrogen merupakan 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:

KelabuammoniaDiperbuat 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 tersebut digunakan sebagai bahan mentah untuk menghasilkan ammonia menggunakan elektrik hijau.

Ammonia hijau: Elektrik hijau yang dijana oleh tenaga boleh diperbaharui seperti tenaga angin dan solar digunakan untuk mengelektrolisis air bagi 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 US$36 juta pada tahun 2021 dan dijangka mencecah US$5.48 bilion pada tahun 2030, dengan kadar pertumbuhan kompaun tahunan purata sebanyak 74.8%, yang mempunyai potensi yang besar. Yundao Capital meramalkan bahawa pengeluaran ammonia hijau tahunan global 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 dilaksanakan di seluruh dunia, dengan jumlah kapasiti pengeluaran yang dirancang lebih daripada 35 juta tan/tahun. Projek ammonia hijau di luar negara kebanyakannya diedarkan di Australia, Amerika Selatan, Eropah dan Timur Tengah.

Sejak tahun 2024, industri ammonia hijau domestik di China telah berkembang pesat. Menurut statistik yang tidak lengkap, sejak tahun 2024, lebih daripada 20 projek ammonia hidrogen hijau telah dipromosikan. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, dan lain-lain 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. Selain kegunaan pertanian dan perindustrian tradisional, ia juga merangkumi penjanaan kuasa pengadunan, bahan api perkapalan, 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 tahun 2018, Pertubuhan Maritim Antarabangsa telah menerima pakai strategi awal untuk pengurangan pelepasan gas rumah hijau, dengan mencadangkan bahawa menjelang 2030, pelepasan karbon perkapalan global akan dikurangkan sekurang-kurangnya 40% berbanding tahun 2008, dan berusaha untuk mengurangkannya sebanyak 70% menjelang 2050. Untuk mencapai pengurangan dan penyahkarbonan karbon dalam industri perkapalan, bahan api bersih yang menggantikan tenaga fosil adalah cara teknikal yang paling menjanjikan.

Secara amnya, industri perkapalan percaya bahawa ammonia hijau merupakan salah satu bahan api utama untuk penyahkarbonan dalam industri perkapalan pada masa hadapan.

Daftar Penghantaran Lloyd pernah meramalkan bahawa antara tahun 2030 dan 2050, kadar ammonia sebagai bahan api perkapalan 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 campuran ammonia boleh menggunakan kemudahan loji janakuasa arang batu sedia ada tanpa pengubahsuaian besar pada badan dandang. Ia merupakan langkah yang berkesan untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida di loji janakuasa arang batu.

Pada 15 Julai, Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara dan Pentadbiran Tenaga Negara telah 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 berkurangan dengan ketara. Dapat dilihat bahawa pencampuran ammonia atau ammonia tulen dalam unit kuasa haba merupakan hala tuju teknikal yang penting untuk pengurangan pelepasan karbon dalam bidang penjanaan kuasa.

Jepun merupakan penggalak utama penjanaan kuasa pembakaran campuran ammonia. Jepun telah merumuskan “Pelan Hala Tuju Bahan Api Ammonia Jepun 2021-2050” pada tahun 2021, dan akan menyelesaikan demonstrasi dan pengesahan 20% bahan api ammonia campuran dalam loji janakuasa terma menjelang 2025; apabila teknologi campuran ammonia matang, perkadaran ini akan meningkat kepada lebih daripada 50%; menjelang sekitar tahun 2040, sebuah loji janakuasa ammonia tulen akan dibina.

3. Pembawa simpanan hidrogen

Ammonia digunakan sebagai pembawa simpanan hidrogen, dan perlu melalui proses sintesis ammonia, pencairan, pengangkutan dan pengekstrakan semula hidrogen gas. Keseluruhan proses penukaran ammonia-hidrogen telah 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 penyimpanan dan pengangkutan hidrogen pepejal logam. Antaranya, penyimpanan dan pengangkutan ammonia cecair adalah dengan mengekstrak hidrogen melalui sintesis ammonia, pencairan, pengangkutan, dan penggasan semula. Ammonia dicairkan pada -33°C atau 1MPa. Kos penghidrogenan/penyahhidrogenan menyumbang lebih daripada 85%. Ia tidak sensitif terhadap jarak pengangkutan dan sesuai untuk penyimpanan dan pengangkutan hidrogen pukal 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, baja hijauammoniaakan menggalakkan perkembangan pesat rantaian perindustrian "amonia hijau + baja hijau" dan "kimia ammonia hijau".

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