В условиях многовекового увлечения углеродным пиком и углеродной нейтральностью страны по всему миру активно ищут новое поколение энергетических технологий и экологически чистых технологий.аммиакв последнее время становится в центре внимания всего мира. По сравнению с водородом, аммиак расширяется из наиболее традиционного сельскохозяйственного удобрения в сферу энергетики из-за его очевидных преимуществ при хранении и транспортировке.

Фариа, эксперт из Университета Твенте в Нидерландах, сказал, что с ростом цен на углерод зеленый аммиак может стать будущим королем жидкого топлива.

Итак, что же такое зеленый аммиак? Каков статус его развития? Каковы сценарии применения? Это экономично?

Зеленый аммиак и статус его развития

Водород является основным сырьем дляаммиакпроизводство. Таким образом, в зависимости от различных выбросов углерода в процессе производства водорода аммиак также можно разделить на следующие четыре категории по цвету:

Серыйаммиак: Изготовлено из традиционных ископаемых источников энергии (природный газ и уголь).

Синий аммиак: сырой водород извлекается из ископаемого топлива, но в процессе переработки используется технология улавливания и хранения углерода.

Сине-зеленый аммиак: процесс пиролиза метана разлагает метан на водород и углерод. Водород, извлеченный в процессе, используется в качестве сырья для производства аммиака с использованием экологически чистой электроэнергии.

Зеленый аммиак: экологически чистое электричество, вырабатываемое возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра и солнца, используется для электролиза воды с получением водорода, а затем аммиак синтезируется из азота и водорода в воздухе.

Поскольку зеленый аммиак после сгорания производит азот и воду и не выделяет углекислый газ, зеленый аммиак считается топливом с «нулевым выбросом углерода» и одним из важных источников чистой энергии в будущем.

Глобальный зеленый цветаммиакрынок все еще находится в зачаточном состоянии. С глобальной точки зрения размер рынка зеленого аммиака составит около 36 миллионов долларов США в 2021 году и, как ожидается, достигнет 5,48 миллиардов долларов США в 2030 году со среднегодовым совокупным темпом роста 74,8%, что имеет значительный потенциал. Yundao Capital прогнозирует, что мировое годовое производство зеленого аммиака превысит 20 миллионов тонн в 2030 году и превысит 560 миллионов тонн в 2050 году, что составит более 80% мирового производства аммиака.

По состоянию на сентябрь 2023 года по всему миру развернуто более 60 проектов по производству зеленого аммиака с общей запланированной производственной мощностью более 35 миллионов тонн в год. Зарубежные проекты по производству зеленого аммиака в основном реализуются в Австралии, Южной Америке, Европе и на Ближнем Востоке.

С 2024 года отечественная промышленность зеленого аммиака в Китае быстро развивается. По неполным статистическим данным, с 2024 года было продвинуто более 20 проектов по производству зеленого водородного аммиака. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group и т. д. инвестировали почти 200 миллиардов юаней в продвижение проектов по производству экологически чистого аммиака, которые в будущем позволят высвободить большие объемы мощностей по производству экологически чистого аммиака.

Сценарии применения зеленого аммиака

В качестве экологически чистого источника энергии зеленый аммиак имеет множество сценариев применения в будущем. Помимо традиционного сельскохозяйственного и промышленного использования, оно также в основном включает в себя производство электроэнергии, транспортировку топлива, фиксацию углерода, хранение водорода и другие области.

1. Судоходная отрасль

Выбросы углекислого газа от судоходства составляют от 3% до 4% мировых выбросов углекислого газа. В 2018 году Международная морская организация приняла предварительную стратегию по сокращению выбросов парниковых газов, предполагая, что к 2030 году глобальные выбросы углекислого газа от судоходства будут сокращены как минимум на 40% по сравнению с 2008 годом, и стремиться к сокращению на 70% к 2050 году. Для достижения сокращения выбросов углекислого газа и декарбонизации в судоходной отрасли использование экологически чистого топлива, заменяющего ископаемую энергию, является наиболее многообещающим техническим средством.

В судоходной отрасли принято считать, что зеленый аммиак является одним из основных видов топлива для декарбонизации судоходной отрасли в будущем.

Регистр судоходства Ллойда однажды предсказал, что между 2030 и 2050 годами доля аммиака в качестве судового топлива увеличится с 7% до 20%, заменив сжиженный природный газ и другие виды топлива и став наиболее важным судовым топливом.

2. Электроэнергетика

Аммиакпри сжигании не образуется CO2, а при сжигании смеси аммиака можно использовать существующие угольные электростанции без серьезных модификаций корпуса котла. Это эффективная мера по сокращению выбросов углекислого газа на угольных электростанциях.

15 июля Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальная энергетическая администрация опубликовали «План действий по низкоуглеродной трансформации и строительству угольной энергетики (2024-2027 годы)», в котором предлагалось, чтобы после преобразования и строительства угольные энергоблоки имели возможность смешивать более 10% зеленого аммиака и сжигать уголь. Уровень потребления и выбросов углекислого газа значительно снижается. Видно, что смешивание аммиака или чистого аммиака в теплоэнергетических установках является важным техническим направлением снижения выбросов углекислого газа в сфере энергетики.

Япония является крупным пропагандистом производства электроэнергии на основе сжигания аммиака. В 2021 году Япония разработала «Дорожную карту Японии по использованию аммиачного топлива на 2021–2050 годы» и к 2025 году завершит демонстрацию и проверку использования топлива с 20% смешанным аммиаком на тепловых электростанциях; по мере развития технологии смешения аммиака эта доля увеличится более чем до 50%; примерно к 2040 году будет построена электростанция на чистом аммиаке.

3. Носитель водорода.

Аммиак используется в качестве носителя для хранения водорода и должен пройти процессы синтеза аммиака, сжижения, транспортировки и повторного извлечения газообразного водорода. Весь процесс аммиачно-водородной конверсии отработан.

В настоящее время существует шесть основных способов хранения и транспортировки водорода: хранение и транспортировка баллонов высокого давления, трубопроводная транспортировка газообразного газа под давлением, хранение и транспортировка низкотемпературного жидкого водорода, хранение и транспортировка жидкой органики, хранение и транспортировка жидкого аммиака, а также металлообработка. Хранение и транспортировка твердого водорода. Среди них хранение и транспортировка жидкого аммиака заключается в извлечении водорода путем синтеза, сжижения, транспортировки и регазификации аммиака. Аммиак сжижается при -33°C или 1 МПа. Затраты на гидрирование/дегидрирование составляют более 85%. Он не чувствителен к расстоянию транспортировки и подходит для хранения и транспортировки объемного водорода на средние и дальние расстояния, особенно для транспортировки по морю. Это один из наиболее перспективных способов хранения и транспортировки водорода в будущем.

4. Химическое сырье.

В качестве потенциального «зеленого» азотного удобрения и основного сырья для «зеленых» химикатов, «зеленое»аммиакбудет решительно способствовать быстрому развитию промышленных цепочек «зеленый аммиак + зеленые удобрения» и «зеленый аммиачный химикат».

Ожидается, что по сравнению с синтетическим аммиаком, полученным из ископаемого топлива, зеленый аммиак не сможет сформировать эффективную конкурентоспособность в качестве химического сырья до 2035 года.