در شوق یک قرنی اوج کربن و بی طرفی کربن، کشورهای سراسر جهان فعالانه به دنبال نسل بعدی فناوری انرژی و سبز هستند.آمونیاکاخیراً در کانون توجه جهانی قرار گرفته است. در مقایسه با هیدروژن، آمونیاک به دلیل مزایای آشکار در ذخیره سازی و حمل و نقل از سنتی ترین میدان کود کشاورزی به حوزه انرژی در حال گسترش است.

فاریا، کارشناس دانشگاه توئنته در هلند، گفت که با افزایش قیمت کربن، آمونیاک سبز ممکن است پادشاه آینده سوخت های مایع باشد.

بنابراین، آمونیاک سبز دقیقا چیست؟ وضعیت توسعه آن چگونه است؟ سناریوهای کاربردی چیست؟ آیا به صرفه است؟

آمونیاک سبز و وضعیت توسعه آن

هیدروژن ماده اولیه اصلی برایآمونیاکتولید بنابراین، با توجه به انتشار کربن مختلف در فرآیند تولید هیدروژن، آمونیاک را می توان از نظر رنگ به چهار دسته زیر نیز طبقه بندی کرد:

خاکستریآمونیاک: ساخته شده از انرژی فسیلی سنتی (گاز طبیعی و زغال سنگ).

آمونیاک آبی: هیدروژن خام از سوخت های فسیلی استخراج می شود، اما از فناوری جذب و ذخیره کربن در فرآیند پالایش استفاده می شود.

آمونیاک آبی-سبز: فرآیند پیرولیز متان، متان را به هیدروژن و کربن تجزیه می کند. هیدروژن بازیافت شده در این فرآیند به عنوان ماده خام برای تولید آمونیاک با استفاده از برق سبز استفاده می شود.

آمونیاک سبز: الکتریسیته سبز تولید شده توسط انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی باد و خورشید برای الکترولیز آب برای تولید هیدروژن استفاده می شود و سپس آمونیاک از نیتروژن و هیدروژن موجود در هوا سنتز می شود.

از آنجایی که آمونیاک سبز پس از احتراق نیتروژن و آب تولید می کند و دی اکسید کربن تولید نمی کند، آمونیاک سبز به عنوان سوخت «صفر کربن» و یکی از منابع مهم انرژی پاک در آینده در نظر گرفته می شود.

سبز جهانیآمونیاکبازار هنوز در مراحل اولیه است از دیدگاه جهانی، اندازه بازار آمونیاک سبز حدود 36 میلیون دلار در سال 2021 است و انتظار می‌رود که در سال 2030 به 5.48 میلیارد دلار برسد، با متوسط ​​نرخ رشد ترکیبی سالانه 74.8 درصد که پتانسیل قابل‌توجهی دارد. Yundao Capital پیش بینی می کند که تولید سالانه جهانی آمونیاک سبز در سال 2030 از 20 میلیون تن و در سال 2050 از 560 میلیون تن فراتر رود که بیش از 80 درصد از تولید آمونیاک جهانی را تشکیل می دهد.

از سپتامبر 2023، بیش از 60 پروژه آمونیاک سبز در سراسر جهان با ظرفیت کل تولید برنامه ریزی شده بیش از 35 میلیون تن در سال مستقر شده است. پروژه های آمونیاک سبز در خارج از کشور عمدتاً در استرالیا، آمریکای جنوبی، اروپا و خاورمیانه توزیع می شوند.

از سال 2024، صنعت آمونیاک سبز داخلی در چین به سرعت توسعه یافته است. بر اساس آمار ناقص، از سال 2024، بیش از 20 پروژه آمونیاک هیدروژن سبز ترویج شده است. Envision Technology Group، China Energy Construction، State Power Investment Corporation، State Energy Group و غیره نزدیک به 200 میلیارد یوان در ترویج پروژه های آمونیاک سبز سرمایه گذاری کرده اند که در آینده مقدار زیادی از ظرفیت تولید آمونیاک سبز را آزاد خواهد کرد.

سناریوهای کاربرد آمونیاک سبز

به عنوان یک انرژی پاک، آمونیاک سبز سناریوهای کاربردی مختلفی در آینده دارد. علاوه بر مصارف سنتی کشاورزی و صنعتی، عمدتاً شامل تولید برق ترکیبی، سوخت حمل و نقل، تثبیت کربن، ذخیره‌سازی هیدروژن و سایر زمینه‌ها می‌شود.

1. صنعت حمل و نقل

انتشار دی اکسید کربن از کشتیرانی 3 تا 4 درصد از انتشار دی اکسید کربن جهانی را تشکیل می دهد. در سال 2018، سازمان بین المللی دریانوردی یک استراتژی مقدماتی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای اتخاذ کرد و پیشنهاد کرد که تا سال 2030، انتشار کربن جهانی کشتیرانی حداقل 40 درصد در مقایسه با سال 2008 کاهش می یابد و تلاش می کند تا سال 2050 تا 70 درصد کاهش یابد. برای دستیابی به کاهش کربن و کربن زدایی در صنعت کشتیرانی، سوخت های پاک جایگزین انرژی فسیلی امیدوارکننده ترین ابزار فنی است.

عموماً در صنعت کشتیرانی اعتقاد بر این است که آمونیاک سبز یکی از سوخت های اصلی برای کربن زدایی در صنعت کشتیرانی در آینده است.

Lloyd's Register of Shipping زمانی پیش‌بینی کرد که بین سال‌های 2030 تا 2050، نسبت آمونیاک به‌عنوان سوخت حمل‌ونقل از 7 درصد به 20 درصد افزایش می‌یابد و جایگزین گاز طبیعی مایع و سایر سوخت‌ها می‌شود تا به مهم‌ترین سوخت حمل‌ونقل تبدیل شود.

2. صنعت تولید برق

آمونیاکاحتراق دی‌اکسید کربن تولید نمی‌کند و احتراق مخلوط با آمونیاک می‌تواند از امکانات موجود نیروگاه زغال‌سنگ بدون تغییرات عمده در بدنه دیگ استفاده کند. این یک اقدام موثر برای کاهش انتشار دی اکسید کربن در نیروگاه های زغال سنگ است.

در 15 جولای، کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی و اداره ملی انرژی "برنامه اقدام برای تبدیل و ساخت نیروگاه زغال سنگ با کربن کم (2024-2027)" را صادر کردند که در آن پیشنهاد شد که پس از تبدیل و ساخت، واحدهای برق زغال سنگ باید دارای توانایی ترکیب بیش از 10 درصد آمونیاک سبز و سوزاندن زغال سنگ. میزان مصرف و انتشار کربن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. مشاهده می شود که اختلاط آمونیاک یا آمونیاک خالص در واحدهای توان حرارتی یک جهت فنی مهم برای کاهش انتشار کربن در زمینه تولید برق است.

ژاپن یکی از مروجین اصلی تولید نیروگاه احتراق آمونیاکی است. ژاپن "نقشه راه سوخت آمونیاک ژاپن 2021-2050" را در سال 2021 تدوین کرد و تا سال 2025 نمایش و تأیید 20 درصد سوخت آمونیاک مخلوط در نیروگاه های حرارتی را تکمیل خواهد کرد. همانطور که فناوری آمونیاک آمیخته بالغ می شود، این نسبت به بیش از 50٪ افزایش می یابد. تا حدود سال 2040، یک نیروگاه آمونیاک خالص ساخته خواهد شد.

3. حامل ذخیره هیدروژن

آمونیاک به عنوان یک حامل ذخیره‌سازی هیدروژن استفاده می‌شود و باید فرآیندهای سنتز آمونیاک، مایع‌سازی، انتقال و استخراج مجدد هیدروژن گازی را طی کند. کل فرآیند تبدیل آمونیاک به هیدروژن بالغ است.

در حال حاضر، شش راه اصلی برای ذخیره و انتقال هیدروژن وجود دارد: ذخیره سازی و انتقال سیلندر فشار بالا، انتقال گاز تحت فشار خط لوله، ذخیره سازی و انتقال هیدروژن مایع در دمای پایین، ذخیره سازی و حمل و نقل آلی مایع، ذخیره سازی و حمل آمونیاک مایع، و فلز. ذخیره و حمل و نقل هیدروژن جامد در میان آنها ذخیره و انتقال آمونیاک مایع استخراج هیدروژن از طریق سنتز آمونیاک، مایع سازی، حمل و نقل و تبدیل مجدد به گاز است. آمونیاک در دمای -33 درجه سانتیگراد یا 1 مگاپاسکال به مایع تبدیل می شود. هزینه هیدروژناسیون / هیدروژن زدایی بیش از 85٪ است. نسبت به مسافت حمل و نقل حساس نیست و برای ذخیره سازی و حمل و نقل هیدروژن فله در فواصل متوسط ​​و طولانی به ویژه حمل و نقل اقیانوسی مناسب است. این یکی از امیدوار کننده ترین راه های ذخیره سازی و حمل و نقل هیدروژن در آینده است.

4. مواد اولیه شیمیایی

به عنوان یک کود نیتروژن سبز بالقوه و ماده خام اصلی برای مواد شیمیایی سبز، سبز استآمونیاکتوسعه سریع زنجیره‌های صنعتی "آمونیاک سبز + کود سبز" و "مواد شیمیایی آمونیاک سبز" را به شدت ترویج خواهد کرد.

در مقایسه با آمونیاک مصنوعی ساخته شده از انرژی فسیلی، انتظار می‌رود که آمونیاک سبز قبل از سال 2035 قادر به ایجاد رقابت موثر به عنوان یک ماده خام شیمیایی نباشد.