Zeleni amonijak: Održiva i energetski učinkovita kemija

KREDIT ZA SLIKE:
Slika kreditne
Istockphoto

Zeleni amonijak: Održiva i energetski učinkovita kemija

Zeleni amonijak: Održiva i energetski učinkovita kemija

Tekst podnaslova
Korištenje opsežnih mogućnosti skladištenja energije zelenog amonijaka može biti skupa, ali održiva alternativa tradicionalnim izvorima energije.
    • Autor:
    • ime autora
      Quantumrun Foresight
    • Lipnja 27, 2022

    Sažetak uvida

    Prijelaz na zeleni amonijak smatra se obećavajućim korakom prema smanjenju emisija ugljika, posebno u teškoj industriji i transportu, gdje bi mogao zamijeniti tekući vodik kao izvor energije. Ovaj je pomak dio šireg napora da se istraže sigurnija i održivija goriva, s tim da je zeleni amonijak lakši za transport i da se njegova proizvodnja pokreće obnovljivim izvorima energije. Međutim, troškovi proizvodnje zelenog amonijaka trenutno su viši u usporedbi s drugim gorivima, što predstavlja izazove za njegovu široku primjenu.

    Amonijak kao kontekst skladištenja energije

    Stoljećima su molekule koje nose energiju služile kao najisplativiji način jeftinog prijenosa energije. Današnja sve veća potražnja za zamjenom energije koja intenzivno troši ugljik stvorila je mogućnosti za molekule koje se nalaze u vodiku, metanolu i amonijaku kao moguću zamjenu za izvore energije temeljene na fosilnim gorivima.

    Sposobnost zadržavanja energije tijekom duljeg vremenskog razdoblja razlikuje amonijak od ostalih kemijskih spojeva jer se može transportirati na velike udaljenosti po relativno nižoj cijeni. Amonijak je vjerojatno praktičniji za nošenje od tekućeg vodika, zbog čega organizacije vjeruju da bi amonijak mogao biti bolji izravni izvor energije. Kompanije također mogu potencijalno krekirati amonijak za svoju vodikovu komponentu kada je to potrebno.

    Zeleni amonijak proizvodi se pomoću vodika i dušika, pri čemu se vodik dobiva elektrolizom vode, procesom koji pokreću obnovljivi izvori energije. Dušik se može izdvojiti iz zraka pomoću jedinice za odvajanje zraka. Zeleni amonijak može djelovati kao zamjena za "smeđi" amonijak, koji se proizvodi od fosilnih goriva (obično prirodni plin). Zeleni amonijak može se napraviti od dušika i vodika na razne načine; međutim, Haber-Bosch proces (koji koristi proces visokog tlaka za induciranje kemijske reakcije za proizvodnju amonijaka) navodno je najbolja komercijalno održiva opcija. 

    Razarajući učinak

    U 2020. višestruki projekti u Europi, SAD-u, Australiji i Japanu usmjerili su svoj fokus na korištenje amonijaka kao izvora energije. Kao dio projekta vrijednog 5 milijardi USD, američka tvrtka Air Products and Chemicals, saudijska tvrtka ACWA Power i NEOM, developer koji gradi grad bez ugljika u Saudijskoj Arabiji, nastojali su izgraditi postrojenje za proizvodnju zelenog vodika na obali Crvenog mora do 2025. Projekt ima za cilj izgraditi solarne ćelije za hvatanje sunčeve energije tijekom dana i vjetroturbine za hvatanje vjetrova preko noći za generiranje 4 gigavata električne energije za postrojenje za elektrolizu vode u objektu.

    Programeri bi isporučivali vodik u tradicionalno Haber-Bosch postrojenje, za koje se planira proizvoditi više od milijun tona zelenog amonijaka godišnje. S 1 MJ/L, amonijak ima veću gustoću energije od tekućeg vodika, s 12.7 MJ/L. Također se može skladištiti na –8.5 °C, u usporedbi s tekućim vodikom na –33 °C, i mnogo je manje zapaljiv od vodika, oba faktora koji transport amonijaka čine znatno lakšim i jeftinijim. Ove prednosti mogle bi dovesti do toga da zeleni amonijak postane industrija vrijedna više milijardi dolara na brojnim regionalnim tržištima tijekom sljedećih desetljeća. To je jedno od odabranih goriva koje bi pomorska industrija mogla razmotriti kao izvor obnovljive energije za smanjenje svojih ciljeva emisije ugljika. 

    Međutim, trošak proizvodnje zelenog amonijaka je dva do četiri puta skuplji od smeđeg amonijaka, također je skuplji za proizvodnju od konkurentskog goriva zelenog vodika, a neke od tehnologija potrebnih za njegovu proizvodnju u velikim količinama još su u ranoj fazi. razvoja. Ovi čimbenici zajedno mogu utjecati na rast industrije tijekom 2020-ih. Ako različite industrije mogu iskoristiti zeleni amonijak po nižoj cijeni od drugih oblika obnovljive energije, posebno u teškim industrijama poput proizvodnje čelika i kovačnica, zeleni amonijak može razviti tržišnu nišu u koju bi tvrtke mogle razmisliti o ulaganju.

    Implikacije zelenog amonijaka u energetskom sektoru

    Šire implikacije korištenja zelenog amonijaka kao oblika skladištenja energije mogu uključivati:

    • Prijelaz na zeleni amonijak pomaže nekoliko teških industrija u smanjenju njihovog ugljičnog otiska, što dovodi do postizanja njihovih ciljeva emisije ugljika.
    • Zamjena tekućeg vodika zelenim amonijakom kao izvorom energije za transportnu industriju, što dovodi do promjena radne snage unutar energetske industrije.
    • Vlade već ulažu u zelenu proizvodnju vodika i transportnu infrastrukturu proširujući svoje subvencije na zelenu proizvodnju amonijaka, odražavajući širu predanost čistoj energiji.
    • Solarna industrija i industrija vjetra dobivaju povećana ulaganja u izgradnju infrastrukture koja napaja Haber-Bosch proces, promičući održivu proizvodnju zelenog amonijaka.
    • Potencijal zelenog amonijaka kao sigurnije i lakše transportirane alternative vodiku potiče šire prihvaćanje i usvajanje čistih goriva, utječući na nacionalne i međunarodne energetske strategije.
    • Poticanje domaće proizvodnje zelenog amonijaka što dovodi do smanjenja uvoza energije, jačanja energetske sigurnosti i smanjenja ovisnosti o stranoj nafti i plinu.
    • Povećanje proizvodnje zelenog amonijaka potiče gospodarsku aktivnost i otvaranje radnih mjesta u regijama s obilnim obnovljivim izvorima energije, promičući uravnoteženiji regionalni razvoj.
    • Kretanje prema zelenom amonijaku pokreće uspostavljanje novih standarda i propisa, osiguravajući sigurnu proizvodnju, transport i korištenje ovog čistog izvora energije.
    • Uspon zelenog amonijaka kao održivog čistog izvora energije potiče obrazovne institucije na uvođenje novih nastavnih planova i programa, pripremajući radnu snagu za nove prilike u sektoru obnovljive energije.
    • Pomak prema zelenom amonijaku koji djeluje kao katalizator za daljnja istraživanja i razvoj tehnologija čiste energije, stvarajući temelj za budući napredak u energetskom sektoru.

    Pitanja za razmatranje

    • Hoće li koristi od razvoja postrojenja za zeleni amonijak nadmašiti troškove? 
    • Hoće li zeleni amonijak biti održiv oblik skladištenja energije u budućnosti, posebno za pomorsku industriju? Ili će drugi oblici skladištenja energije zauzeti njegovo mjesto?

    Reference uvida

    Za ovaj uvid korištene su sljedeće popularne i institucionalne veze: