ग्रीन अमोनिया: शाश्वत आणि ऊर्जा-कार्यक्षम रसायनशास्त्र

• लेखक बद्दल:
• लेखक नाव

  Quantumrun दूरदृष्टी
• जून 27, 2022

अंतर्दृष्टी सारांश

ग्रीन अमोनियाचे संक्रमण कार्बन उत्सर्जन कमी करण्याच्या दिशेने एक आशादायक वाटचाल म्हणून पाहिले जाते, विशेषत: जड उद्योग आणि वाहतूक, जेथे ते ऊर्जा स्त्रोत म्हणून द्रव हायड्रोजनची जागा घेऊ शकते. हा शिफ्ट सुरक्षित आणि अधिक टिकाऊ इंधन शोधण्याच्या व्यापक प्रयत्नांचा एक भाग आहे, ग्रीन अमोनिया वाहतूक करणे सोपे आहे आणि त्याचे उत्पादन अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांद्वारे समर्थित आहे. तथापि, ग्रीन अमोनियाचा उत्पादन खर्च सध्या इतर इंधनांच्या तुलनेत जास्त आहे, ज्यामुळे त्याच्या व्यापक अवलंबनासाठी आव्हाने निर्माण झाली आहेत.

ऊर्जा साठवण संदर्भ म्हणून अमोनिया

शतकानुशतके, ऊर्जा वाहून नेणाऱ्या रेणूंनी कमी किमतीच्या ऊर्जा हस्तांतरणाचे सर्वात किफायतशीर साधन म्हणून काम केले आहे. आज, कार्बन-केंद्रित ऊर्जा पुनर्स्थित करण्याच्या वाढत्या मागणीमुळे हायड्रोजन, मिथेनॉल आणि अमोनियामध्ये सापडलेल्या रेणूंना जीवाश्म इंधन-आधारित ऊर्जा स्त्रोतांच्या संभाव्य बदली म्हणून संधी निर्माण झाली आहे.

दीर्घ कालावधीसाठी ऊर्जा राखून ठेवण्याची क्षमता अमोनियाला इतर रासायनिक संयुगांपासून वेगळे करते, कारण ते तुलनेने कमी खर्चात लांब अंतरापर्यंत वाहून नेले जाऊ शकते. द्रव हायड्रोजनपेक्षा अमोनिया वाहून नेण्यासाठी अधिक सोयीस्कर आहे, ज्यामुळे संस्थांना विश्वास आहे की अमोनिया हा एक चांगला थेट ऊर्जा स्रोत असू शकतो. जेव्हा गरज असेल तेव्हा कंपन्या त्याच्या हायड्रोजन घटकासाठी अमोनियाला संभाव्यपणे क्रॅक करू शकतात.

ग्रीन अमोनिया हा हायड्रोजन आणि नायट्रोजनचा वापर करून तयार केला जातो, जिथे हायड्रोजन पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे मिळवला जातो, ही प्रक्रिया अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांद्वारे चालविली जाते. एअर सेपरेशन युनिट वापरून हवेतून नायट्रोजन काढता येतो. हिरवा अमोनिया "तपकिरी" अमोनियाचा बदली म्हणून काम करू शकतो, जो जीवाश्म इंधनापासून (सामान्यत: नैसर्गिक वायू) बनतो. हिरवा अमोनिया नायट्रोजन आणि हायड्रोजनपासून विविध प्रकारे बनवता येतो; तथापि, Haber-Bosch प्रक्रिया (जी अमोनिया तयार करण्यासाठी रासायनिक अभिक्रिया घडवून आणण्यासाठी उच्च-दाब प्रक्रियेचा लाभ घेते) हा सर्वोत्तम व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य पर्याय आहे. 

व्यत्यय आणणारा प्रभाव

2020 मध्ये, युरोप, यूएस, ऑस्ट्रेलिया आणि जपानमधील अनेक प्रकल्पांनी अमोनियाचा ऊर्जेचा स्रोत म्हणून वापर करण्याकडे लक्ष केंद्रित केले. USD 5 अब्ज डॉलर्सच्या प्रकल्पाचा एक भाग म्हणून, यूएस कंपनी एअर प्रॉडक्ट्स अँड केमिकल्स, सौदी फर्म ACWA पॉवर आणि सौदी अरेबियामध्ये कार्बनमुक्त शहर बनवणारा NEOM, विकासक यांनी लाल समुद्राच्या किनारपट्टीवर ग्रीन हायड्रोजन सुविधा तयार करण्याचा प्रयत्न केला आहे. 2025. प्रकल्पाचे उद्दिष्ट दिवसा सौरऊर्जा कॅप्चर करण्यासाठी सौर सेल तयार करणे आणि सुविधेच्या वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस प्लांटसाठी 4 गिगावॅट वीज निर्माण करण्यासाठी रात्रभर वारा कॅप्चर करण्यासाठी पवन टर्बाइन तयार करणे हे आहे.

विकसक एका पारंपारिक हॅबर-बॉश प्लांटमध्ये हायड्रोजनचा पुरवठा करतील, जे प्रति वर्ष 1 दशलक्ष टन हिरवे अमोनिया तयार करण्याची योजना आहे. 12.7 MJ/L वर, 8.5 MJ/L वर, द्रव हायड्रोजनपेक्षा अमोनियाची ऊर्जा घनता जास्त असते. द्रव हायड्रोजन -33 °C तापमानाच्या तुलनेत ते -253 °C वर देखील साठवले जाऊ शकते आणि ते हायड्रोजनपेक्षा खूपच कमी ज्वलनशील आहे, दोन्ही घटक अमोनियाची वाहतूक लक्षणीयरीत्या सुलभ आणि स्वस्त करतात. या फायद्यांमुळे येत्या काही दशकांमध्ये अनेक प्रादेशिक बाजारपेठांमध्ये हिरवा अमोनिया बहु-अब्ज डॉलरचा उद्योग बनू शकेल. हे काही निवडक इंधनांपैकी एक आहे ज्याचा वापर सागरी उद्योग कार्बन उत्सर्जन लक्ष्य कमी करण्यासाठी अक्षय उर्जेचा स्त्रोत म्हणून करू शकतो. 

तथापि, हिरवा अमोनिया तयार करण्यासाठी लागणारा खर्च हा तपकिरी अमोनियापेक्षा दोन ते चार पटीने जास्त महाग आहे, त्याच्या प्रतिस्पर्धी इंधन ग्रीन हायड्रोजनपेक्षा त्याचे उत्पादन करणे अधिक महाग आहे आणि मोठ्या प्रमाणात तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेले काही तंत्रज्ञान अद्याप सुरुवातीच्या टप्प्यात आहेत. विकासाचे. हे घटक एकत्रितपणे 2020 च्या दशकात उद्योगाची वाढ रखडलेली दिसू शकतात. जर भिन्न उद्योग नूतनीकरणक्षम उर्जेच्या इतर प्रकारांपेक्षा कमी किमतीत ग्रीन अमोनियाचा फायदा घेऊ शकतील, विशेषत: स्टील उत्पादन आणि फोर्जेस यांसारख्या जड उद्योगांमध्ये, ग्रीन अमोनिया एक बाजारपेठ विकसित करू शकते ज्यामध्ये कंपन्या गुंतवणूक करण्याचा विचार करू शकतात.

ऊर्जा क्षेत्रातील ग्रीन अमोनियाचे परिणाम

ग्रीन अमोनियाचा ऊर्जा संचयनाचा एक प्रकार म्हणून वापर केल्याच्या व्यापक परिणामांमध्ये हे समाविष्ट असू शकते:

• ग्रीन अमोनियाचे संक्रमण अनेक जड उद्योगांना त्यांचे कार्बन फूटप्रिंट कमी करण्यात मदत करते, ज्यामुळे त्यांचे कार्बन उत्सर्जन लक्ष्य साध्य होते.
• वाहतूक उद्योगासाठी उर्जा स्त्रोत म्हणून द्रव हायड्रोजनला ग्रीन अमोनियासह बदलणे, ज्यामुळे ऊर्जा उद्योगात कामगार बदल होतात.
• ग्रीन हायड्रोजन उत्पादन आणि वाहतूक पायाभूत सुविधांमध्ये आधीच गुंतवणूक करणारी सरकारे ग्रीन अमोनिया उत्पादन समाविष्ट करण्यासाठी त्यांच्या अनुदानाचा विस्तार करत आहेत, जे स्वच्छ ऊर्जेसाठी व्यापक वचनबद्धतेचे प्रतिबिंबित करते.
• हरित अमोनियाच्या शाश्वत उत्पादनाला प्रोत्साहन देणाऱ्या, हॅबर-बॉश प्रक्रियेला पोषक अशा पायाभूत सुविधा निर्माण करण्यासाठी वाढीव गुंतवणूक प्राप्त करणारे सौर आणि पवन उद्योग.
• ग्रीन अमोनियाची क्षमता हायड्रोजनला सुरक्षित आणि अधिक सहजतेने वाहून नेणारा पर्याय म्हणून राष्ट्रीय आणि आंतरराष्ट्रीय ऊर्जा धोरणांवर प्रभाव टाकून स्वच्छ इंधनाचा व्यापक स्वीकार आणि अवलंब करण्यास प्रोत्साहन देते.
• ग्रीन अमोनियाचे देशांतर्गत उत्पादन वाढवणे ज्यामुळे ऊर्जा आयात कमी होते, ऊर्जा सुरक्षा वाढते आणि विदेशी तेल आणि वायूवरील अवलंबित्व कमी होते.
• हरित अमोनिया उत्पादनात वाढ आर्थिक क्रियाकलापांना उत्तेजन देते आणि मुबलक नूतनीकरणक्षम ऊर्जा संसाधने असलेल्या प्रदेशांमध्ये रोजगार निर्मिती, अधिक संतुलित प्रादेशिक विकासाला चालना देते.
• ग्रीन अमोनियाची वाटचाल नवीन मानके आणि नियमांची स्थापना करून, या स्वच्छ ऊर्जा स्त्रोताचे सुरक्षित उत्पादन, वाहतूक आणि वापर सुनिश्चित करते.
• एक व्यवहार्य स्वच्छ उर्जा स्त्रोत म्हणून ग्रीन अमोनियाचा उदय शैक्षणिक संस्थांना नवीन अभ्यासक्रम सादर करण्यास प्रवृत्त करतो, नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्रातील उदयोन्मुख संधींसाठी कर्मचारी तयार करतो.
• स्वच्छ ऊर्जा तंत्रज्ञानामध्ये पुढील संशोधन आणि विकासासाठी उत्प्रेरक म्हणून काम करणाऱ्या ग्रीन अमोनियाकडे वळणे, ऊर्जा क्षेत्रातील भविष्यातील प्रगतीचा पाया तयार करणे.

विचारात घेण्यासारखे प्रश्न

• ग्रीन अमोनियासाठी वनस्पती विकसित करण्याचे फायदे खर्चापेक्षा जास्त असतील का? 
• ग्रीन अमोनिया हे भविष्यात, विशेषतः सागरी उद्योगासाठी, ऊर्जा साठवणुकीचे व्यवहार्य स्वरूप असेल का? किंवा उर्जा संचयनाचे इतर प्रकार त्याची जागा घेतील?