I den sekellånga vurmen av koldioxidtopp och kolneutralitet letar länder runt om i världen aktivt efter nästa generations energiteknik och gröntammoniakhar blivit i fokus för global uppmärksamhet nyligen. Jämfört med väte expanderar ammoniak från det mest traditionella jordbruksgödselfältet till energiområdet på grund av dess uppenbara fördelar vid lagring och transport.

Faria, en expert vid University of Twente i Nederländerna, sa att med de stigande kolpriserna kan grön ammoniak bli den framtida kungen av flytande bränslen.

Så vad är grön ammoniak egentligen? Vad är dess utvecklingsstatus? Vilka är applikationsscenarierna? Är det ekonomiskt?

Grön ammoniak och dess utvecklingsstatus

Väte är den huvudsakliga råvaran förammoniakproduktion. Därför, beroende på de olika kolutsläppen i väteproduktionsprocessen, kan ammoniak också klassificeras i följande fyra kategorier efter färg:

Gråammoniak: Tillverkad av traditionell fossil energi (naturgas och kol).

Blå ammoniak: Råväte utvinns från fossila bränslen, men teknik för avskiljning och lagring av kol används i raffineringsprocessen.

Blågrön ammoniak: Metanpyrolysprocessen bryter ned metan till väte och kol. Vätgasen som återvinns i processen används som råvara för att producera ammoniak med grön el.

Grön ammoniak: Grön el som genereras av förnybar energi som vind- och solenergi används för att elektrolysera vatten för att producera väte, och sedan syntetiseras ammoniak från kväve och väte i luften.

Eftersom grön ammoniak producerar kväve och vatten efter förbränning, och inte producerar koldioxid, anses grön ammoniak vara ett "noll-kol" bränsle och en av de viktiga rena energikällorna i framtiden.

Det globala grönaammoniakmarknaden är fortfarande i sin linda. Ur ett globalt perspektiv är den gröna ammoniakmarknaden cirka 36 miljoner USD 2021 och förväntas nå 5,48 miljarder USD 2030, med en genomsnittlig årlig sammansatt tillväxt på 74,8 %, vilket har en betydande potential. Yundao Capital förutspår att den globala årliga produktionen av grön ammoniak kommer att överstiga 20 miljoner ton år 2030 och överstiga 560 miljoner ton år 2050, vilket motsvarar mer än 80 % av den globala ammoniakproduktionen.

Från och med september 2023 har mer än 60 gröna ammoniakprojekt implementerats över hela världen, med en total planerad produktionskapacitet på mer än 35 miljoner ton/år. Utomeuropeiska gröna ammoniakprojekt distribueras huvudsakligen i Australien, Sydamerika, Europa och Mellanöstern.

Sedan 2024 har den inhemska gröna ammoniakindustrin i Kina utvecklats snabbt. Enligt ofullständig statistik, sedan 2024, har mer än 20 gröna väteammoniakprojekt främjats. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, etc. har investerat nästan 200 miljarder yuan i att främja gröna ammoniakprojekt, som kommer att frigöra en stor mängd grön ammoniakproduktionskapacitet i framtiden.

Användningsscenarier för grön ammoniak

Som en ren energi har grön ammoniak en mängd olika användningsscenarier i framtiden. Förutom traditionella jordbruks- och industrianvändningar inkluderar det också huvudsakligen blandning av kraftproduktion, fraktbränsle, kolfixering, vätelagring och andra områden.

1. Sjöfartsbranschen

Koldioxidutsläppen från sjöfarten står för 3 % till 4 % av de globala koldioxidutsläppen. 2018 antog Internationella sjöfartsorganisationen en preliminär strategi för att minska utsläppen av växthusgaser, som föreslår att 2030 ska de globala sjöfartens koldioxidutsläpp minska med minst 40 % jämfört med 2008, och sträva efter att minska med 70 % till 2050. För att uppnå koldioxidreduktion och avkarbonisering inom sjöfartsindustrin är rena bränslen som ersätter fossil energi det mest lovande tekniska sättet.

Det anses allmänt inom sjöfartsnäringen att grön ammoniak är ett av de viktigaste bränslena för avkolning inom sjöfartsnäringen i framtiden.

Lloyd's Register of Shipping förutspådde en gång att mellan 2030 och 2050 kommer andelen ammoniak som fraktbränsle att öka från 7% till 20%, och ersätta flytande naturgas och andra bränslen för att bli det viktigaste fraktbränslet.

2. Kraftproduktionsindustrin

AmmoniakFörbränning producerar inte CO2 och ammoniakblandad förbränning kan utnyttja befintliga koleldade kraftverksanläggningar utan större modifieringar av pannkroppen. Det är en effektiv åtgärd för att minska koldioxidutsläppen i koleldade kraftverk.

Den 15 juli utfärdade den nationella utvecklings- och reformkommissionen och den nationella energiförvaltningen "Handlingsplanen för koldioxidsnål transformation och konstruktion av kolkraft (2024-2027)", som föreslog att efter omvandling och konstruktion skulle kolkraftsenheter ha förmågan att blanda mer än 10% av grön ammoniak och bränna kol. Konsumtion och koldioxidutsläpp minskar avsevärt. Det kan ses att blandning av ammoniak eller ren ammoniak i termiska kraftenheter är en viktig teknisk riktning för att minska koldioxidutsläppen inom kraftproduktionsområdet.

Japan är en stor påskyndare av ammoniakblandad förbränningskraftproduktion. Japan formulerade "2021-2050 Japan Ammoniak Fuel Roadmap" 2021, och kommer att slutföra demonstrationen och verifieringen av 20 % blandat ammoniakbränsle i termiska kraftverk till 2025; när den ammoniakblandade tekniken mognar kommer denna andel att öka till mer än 50 %; runt 2040 ska ett kraftverk av ren ammoniak byggas.

3. Vätelagringsbärare

Ammoniak används som en vätelagringsbärare och måste genomgå processerna för ammoniaksyntes, kondensering, transport och återextraktion av gasformigt väte. Hela processen för ammoniak-väteomvandling är mogen.

För närvarande finns det sex huvudsätt för lagring och transport av väte: lagring och transport av högtryckscylindrar, gasformig trycktransport i rörledningar, lagring och transport av flytande väte vid låg temperatur, lagring och transport av flytande organiskt material, lagring och transport av flytande ammoniak och metall. lagring och transport av fast väte. Bland dem är lagring och transport av flytande ammoniak att extrahera väte genom ammoniaksyntes, kondensering, transport och återförgasning. Ammoniak kondenseras vid -33°C eller 1 MPa. Kostnaden för hydrering/dehydrering står för mer än 85 %. Det är inte känsligt för transportavstånd och är lämpligt för mellan- och långdistanslagring och transport av vätgas i bulk, särskilt havstransport. Det är ett av de mest lovande sätten att lagra och transportera väte i framtiden.

4. Kemiska råvaror

Som en potentiell grön kvävegödsel och den huvudsakliga råvaran för gröna kemikalier, grönammoniakkommer att starkt främja den snabba utvecklingen av industrikedjorna "grön ammoniak + gröngödsel" och "grön ammoniakkemisk".

Jämfört med syntetisk ammoniak gjord av fossil energi förväntas grön ammoniak inte kunna bilda effektiv konkurrenskraft som kemisk råvara före 2035.