V rámci stoletého šílenství kolem uhlíkového vrcholu a uhlíkové neutrality země po celém světě aktivně hledají energetické technologie nové generace a zelené...amoniakse v poslední době dostává do centra pozornosti celého světa. Ve srovnání s vodíkem se amoniak rozšiřuje z nejtradičnější oblasti zemědělských hnojiv do energetické oblasti díky svým zjevným výhodám při skladování a přepravě.

Faria, expert z Univerzity Twente v Nizozemsku, uvedl, že s rostoucími cenami uhlíku by se zelený amoniak mohl stát budoucím králem kapalných paliv.

Co je tedy přesně zelený amoniak? Jaký je stav jeho vývoje? Jaké jsou scénáře použití? Je ekonomický?

Zelený amoniak a stav jeho vývoje

Vodík je hlavní surovinou proamoniakvýroba. Proto lze amoniak podle různých emisí uhlíku v procesu výroby vodíku rozdělit také do následujících čtyř kategorií podle barvy:

ŠedáamoniakVyrobeno z tradiční fosilní energie (zemní plyn a uhlí).

Modrý amoniak: Surový vodík se získává z fosilních paliv, ale v procesu rafinace se používá technologie zachycování a ukládání uhlíku.

Modrozelený amoniak: Proces pyrolýzy metanu rozkládá metan na vodík a uhlík. Vodík získaný v tomto procesu se používá jako surovina k výrobě amoniaku s využitím zelené elektřiny.

Zelený amoniak: Zelená elektřina vyrobená z obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná a solární energie, se používá k elektrolýze vody za účelem výroby vodíku a poté se amoniak syntetizuje z dusíku a vodíku ve vzduchu.

Protože zelený amoniak po spalování produkuje dusík a vodu a neprodukuje oxid uhličitý, je zelený amoniak považován za palivo s „nulovými emisemi uhlíku“ a za jeden z důležitých zdrojů čisté energie v budoucnosti.

Globální zelenáamoniakTrh se zeleným amoniakem je stále v plenkách. Z globálního hlediska dosahuje trh se zeleným amoniakem v roce 2021 objemu přibližně 36 milionů USD a očekává se, že v roce 2030 dosáhne 5,48 miliardy USD s průměrnou roční složkovou mírou růstu 74,8 %, což má značný potenciál. Společnost Yundao Capital předpovídá, že celosvětová roční produkce zeleného amoniaku překročí v roce 2030 20 milionů tun a v roce 2050 560 milionů tun, což bude představovat více než 80 % celosvětové produkce amoniaku.

K září 2023 bylo po celém světě zavedeno více než 60 projektů zeleného amoniaku s celkovou plánovanou výrobní kapacitou více než 35 milionů tun/rok. Zahraniční projekty zeleného amoniaku jsou rozmístěny především v Austrálii, Jižní Americe, Evropě a na Středním východě.

Od roku 2024 se čínský průmysl zeleného amoniaku rychle rozvíjí. Podle neúplných statistik bylo od roku 2024 podpořeno více než 20 projektů zeleného vodíkového amoniaku. Společnosti Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation a State Energy Group atd. investovaly téměř 200 miliard juanů do podpory projektů zeleného amoniaku, což v budoucnu uvolní velké množství výrobní kapacity zeleného amoniaku.

Scénáře použití zeleného amoniaku

Zelený amoniak jako čistá energie má v budoucnu řadu uplatnění. Kromě tradičního zemědělského a průmyslového využití zahrnuje také výrobu energie v míchání, lodní paliva, fixaci uhlíku, skladování vodíku a další oblasti.

1. Námořní průmysl

Emise oxidu uhličitého z lodní dopravy tvoří 3 % až 4 % celosvětových emisí oxidu uhličitého. V roce 2018 přijala Mezinárodní námořní organizace předběžnou strategii pro snižování emisí skleníkových plynů, která navrhuje, aby se do roku 2030 celosvětové emise uhlíku z lodní dopravy snížily nejméně o 40 % ve srovnání s rokem 2008 a do roku 2050 se usiluje o snížení o 70 %. Pro dosažení snížení emisí uhlíku a dekarbonizace v lodním průmyslu jsou nejslibnějším technickým prostředkem čistá paliva nahrazující fosilní energii.

V lodním průmyslu se obecně věří, že zelený amoniak je v budoucnu jedním z hlavních paliv pro dekarbonizaci v tomto odvětví.

Společnost Lloyd's Register of Shipping kdysi předpověděla, že mezi lety 2030 a 2050 se podíl amoniaku jako lodního paliva zvýší ze 7 % na 20 % a nahradí zkapalněný zemní plyn a další paliva a stane se nejdůležitějším lodním palivem.

2. Průmysl výroby energie

AmoniakSpalování neprodukuje CO2 a spalování směsi amoniaku může využívat stávající zařízení uhelných elektráren bez větších úprav tělesa kotle. Jedná se o účinné opatření ke snížení emisí oxidu uhličitého v uhelných elektrárnách.

Dne 15. července vydaly Národní rozvojová a reformní komise a Národní energetická správa „Akční plán pro nízkouhlíkovou transformaci a výstavbu uhelných elektráren (2024–2027)“, který navrhuje, aby uhelné elektrárny po transformaci a výstavbě byly schopny míchat více než 10 % zeleného amoniaku a spalovat uhlí. Spotřeba a úrovně emisí uhlíku se výrazně sníží. Je zřejmé, že míchání amoniaku nebo čistého amoniaku v tepelných elektrárnách je důležitým technickým směrem ke snižování emisí uhlíku v oblasti výroby energie.

Japonsko je významným propagátorem výroby energie ze spalování směsí amoniaku. V roce 2021 formulovalo „Japonský plán pro amoniakové palivo na období 2021–2050“ a do roku 2025 dokončí demonstraci a ověření 20% směsného amoniakového paliva v tepelných elektrárnách; s rozvojem technologie spalování amoniaku se tento podíl zvýší na více než 50 %; přibližně do roku 2040 bude postavena elektrárna na čistý amoniak.

3. Nosič vodíku

Amoniak se používá jako nosič vodíku a musí projít procesy syntézy amoniaku, zkapalňování, transportu a reextrakce plynného vodíku. Celý proces přeměny amoniaku na vodík je zralý.

V současné době existuje šest hlavních způsobů skladování a přepravy vodíku: skladování a přeprava ve vysokotlakých lahvích, přeprava plynného tlakového potrubí, skladování a přeprava kapalného vodíku za nízkých teplot, skladování a přeprava kapalných organických látek, skladování a přeprava kapalného amoniaku a skladování a přeprava kovového pevného vodíku. Mezi nimi je skladování a přeprava kapalného amoniaku určena k extrakci vodíku syntézou amoniaku, zkapalňováním, přepravou a zpětným zplyňováním. Amoniak se zkapalňuje při teplotě -33 °C nebo 1 MPa. Náklady na hydrogenaci/dehydrogenaci představují více než 85 %. Není citlivé na přepravní vzdálenost a je vhodné pro skladování a přepravu objemového vodíku na střední a dlouhé vzdálenosti, zejména pro přepravu po moři. Je to jeden z nejslibnějších způsobů skladování a přepravy vodíku v budoucnu.

4. Chemické suroviny

Jako potenciální zelené dusíkaté hnojivo a hlavní surovina pro zelené chemikálie, zelenáamoniakbude silně podporovat rychlý rozvoj průmyslových řetězců „zelený amoniak + zelená hnojiva“ a „zelená amoniakální chemikálie“.

Ve srovnání se syntetickým amoniakem vyrobeným z fosilních paliv se očekává, že zelený amoniak nebude schopen vytvořit efektivní konkurenceschopnost jako chemická surovina před rokem 2035.