אמוניה ירוקה: כימיה בת קיימא וחסכונית באנרגיה

• מְחַבֵּר:
• שם היוצר

  Quantumrun Foresight
• יוני 27, 2022

סיכום תובנה

המעבר לאמוניה ירוקה נתפס כצעד מבטיח לקראת הפחתת פליטת פחמן, במיוחד בתעשיות כבדות ותחבורה, שם היא יכולה להחליף מימן נוזלי כמקור אנרגיה. שינוי זה הוא חלק ממאמץ רחב יותר לחקור דלקים בטוחים וברי קיימא יותר, כאשר אמוניה ירוקה קלה יותר להובלה והייצור שלה מופעל על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים. עם זאת, עלות הייצור של אמוניה ירוקה גבוהה כיום בהשוואה לדלקים אחרים, מה שמציב אתגרים לאימוצה הנרחב.

אמוניה כהקשר לאחסון אנרגיה

במשך מאות שנים, מולקולות נושאות אנרגיה שימשו כאמצעי החסכוני ביותר להעברת אנרגיה בעלות נמוכה. כיום, הביקוש הגובר להחלפת אנרגיה עתירת פחמן יצר הזדמנויות למולקולות המצויות בתוך מימן, מתנול ואמוניה כתחליפים אפשריים למקורות אנרגיה מבוססי דלק מאובנים.

היכולת לשמור אנרגיה לתקופה ממושכת מבדילה בין אמוניה לבין תרכובות כימיות אחרות, שכן ניתן לשנע אותה למרחקים ארוכים בעלות זולה יחסית. סביר להניח שאמוניה נוחה יותר לנשיאה מאשר מימן נוזלי, מה שגורם לארגונים להאמין שאמוניה עשויה להיות מקור אנרגיה ישיר טוב יותר. חברות עשויות גם לפצח אמוניה עבור רכיב המימן שלה בעת הצורך.

אמוניה ירוקה מיוצרת באמצעות מימן וחנקן, כאשר מימן מתקבל באמצעות אלקטרוליזה של מים, תהליך המופעל על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים. ניתן להפיק חנקן מהאוויר באמצעות יחידת הפרדת אוויר. אמוניה ירוקה יכולה לשמש כתחליף לאמוניה "חומה", המיוצרת מדלקים מאובנים (בדרך כלל גז טבעי). ניתן לייצר אמוניה ירוקה מחנקן ומימן בדרכים שונות; עם זאת, תהליך Haber-Bosch (הממנף תהליך בלחץ גבוה כדי לגרום לתגובה כימית לייצור אמוניה) הוא לפי הדיווחים האפשרות הטובה ביותר מבחינה מסחרית. 

השפעה משבשת

בשנת 2020, פרויקטים מרובים באירופה, ארה"ב, אוסטרליה ויפן הפנו את המיקוד שלהם לשימוש באמוניה כמקור אנרגיה. כחלק מפרויקט של 5 מיליארד דולר, חברת Air Products and Chemicals האמריקאית, החברה הסעודית ACWA Power ו-NEOM, מפתחת הבונה עיר נטולת פחמן בסעודיה, ביקשו לבנות מתקן מימן ירוק על חוף הים האדום על ידי 2025. מטרת הפרויקט היא לבנות תאים סולאריים ללכידת אנרגיית השמש במהלך היום וטורבינות רוח ללכידת רוחות לילה להפקת 4 גיגה וואט של חשמל עבור מפעל אלקטרוליזה מים של המתקן.

מפתחים יספקו את המימן למפעל מסורתי של Haber-Bosch, שמתוכנן לייצר למעלה ממיליון טון אמוניה ירוקה בשנה. ב-1 MJ/L, לאמוניה יש צפיפות אנרגיה גבוהה יותר מאשר מימן נוזלי, ב-12.7 MJ/L. ניתן לאחסן אותו גם ב-8.5 מעלות צלזיוס, בהשוואה למימן נוזלי ב-33 מעלות צלזיוס, והוא הרבה פחות דליק ממימן, שני הגורמים שהופכים את הובלת האמוניה לקלה וזולה משמעותית. יתרונות אלו עשויים לגרום לאמוניה ירוקה להפוך לתעשייה של מיליארדי דולרים בשווקים אזוריים רבים במהלך העשורים הקרובים. זה בין המספר המובחר של דלקים שהתעשייה הימית עשויה לשקול להשתמש כמקור לאנרגיה מתחדשת כדי להפחית את יעדי פליטת הפחמן שלה. 

עם זאת, העלות לייצור אמוניה ירוקה יקרה פי שניים עד ארבעה מאמוניה חומה, היא גם יקרה יותר להפקה מאשר מתחרה דלק מימן ירוק, וחלק מהטכנולוגיות הנדרשות לייצורו בכמויות גדולות עדיין בשלבים מוקדמים. של פיתוח. גורמים אלה יחד עשויים לראות שהצמיחה של התעשייה נשארת מדורגת לאורך שנות ה-2020. אם תעשיות שונות יכולות למנף אמוניה ירוקה בעלות נמוכה יותר מאשר צורות אחרות של חשמל מתחדש, במיוחד בתעשיות הכבדות כמו ייצור פלדה ומזיזים, אמוניה ירוקה יכולה לפתח נישת שוק שחברות עשויות לשקול להשקיע בה.

השלכות של אמוניה ירוקה בתחום האנרגיה

השלכות רחבות יותר של שימוש באמוניה ירוקה כצורה של אחסון אנרגיה עשויות לכלול:

• המעבר לאמוניה ירוקה מסייע למספר תעשיות כבדות בהפחתת טביעת הרגל הפחמנית שלהן, מה שמוביל להשגת יעדי פליטת הפחמן שלהן.
• החלפת מימן נוזלי באמוניה ירוקה כמקור אנרגיה לתעשיית התחבורה, מה שמוביל לשינויים בכוח העבודה בתעשיית האנרגיה.
• ממשלות כבר משקיעות בייצור מימן ירוק ותשתיות תחבורה ומרחיבות את הסובסידיות שלהן לכלול ייצור אמוניה ירוקה, המשקפת מחויבות רחבה יותר לאנרגיה נקייה.
• תעשיות השמש והרוח זוכות להשקעה מוגברת לבניית תשתית המזינה את תהליך הבר-בוש, המקדם ייצור בר-קיימא של אמוניה ירוקה.
• הפוטנציאל של אמוניה ירוקה כחלופה בטוחה יותר וניתנת בקלות רבה יותר למימן, המעודדת קבלה ואימוץ רחב יותר של דלקים נקיים, המשפיעה על אסטרטגיות אנרגיה לאומיות ובינלאומיות.
• הגברת הייצור המקומי של אמוניה ירוקה המובילה להפחתה ביבוא אנרגיה, שיפור הביטחון האנרגטי והפחתת התלות בנפט וגז זרים.
• עלייה בייצור אמוניה ירוקה המעוררת פעילות כלכלית ויצירת מקומות עבודה באזורים עם שפע של משאבי אנרגיה מתחדשת, מקדמת פיתוח אזורי מאוזן יותר.
• התנועה לקראת אמוניה ירוקה מניעה ביסוס תקנים ותקנות חדשים, המבטיחים ייצור, הובלה וניצול בטוחים של מקור אנרגיה נקי זה.
• עלייתה של אמוניה ירוקה כמקור אנרגיה נקי בר-קיימא, המניעה מוסדות חינוך להציג תכניות לימודים חדשות, המכינות את כוח העבודה להזדמנויות מתפתחות במגזר האנרגיה המתחדשת.
• המעבר לעבר אמוניה ירוקה הפועלת כזרז להמשך מחקר ופיתוח בטכנולוגיות אנרגיה נקייה, המהווה בסיס להתקדמות עתידית במגזר האנרגיה.

שאלות שכדאי לקחת בחשבון

• האם היתרונות של פיתוח מפעלים לאמוניה ירוקה יעלו על העלויות? 
• האם אמוניה ירוקה תהיה צורה בת קיימא של אחסון אנרגיה בעתיד, במיוחד עבור התעשייה הימית? או שמא צורות אחרות של אגירת אנרגיה יתפוס את מקומו?