Зелени амонијак: одржива и енергетски ефикасна хемија

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Јун 27, 2022

Сажетак увида

Прелазак на зелени амонијак сматра се обећавајућим потезом ка смањењу емисије угљеника, посебно у тешкој индустрији и транспорту, где би могао да замени течни водоник као извор енергије. Ова промена је део ширег напора да се истраже безбеднија и одрживија горива, при чему је зелени амонијак лакши за транспорт, а његова производња се покреће обновљивим изворима енергије. Међутим, трошкови производње зеленог амонијака су тренутно виши у поређењу са другим горивима, што представља изазове за његово широко усвајање.

Амонијак као контекст складиштења енергије

Вековима су молекули који носе енергију служили као најисплативије средство за јефтин пренос енергије. Данас је све већа потражња за заменом енергије која интензивно троши угљеник створила могућности за молекуле који се налазе у водонику, метанолу и амонијаку као могуће замене за изворе енергије на бази фосилних горива.

Капацитет задржавања енергије током дужег временског периода разликује амонијак од других хемијских једињења, пошто се може транспортовати на велике удаљености по релативно нижој цени. Амонијак је вероватно погоднији за ношење од течног водоника, због чега организације верују да би амонијак могао бити бољи директни извор енергије. Компаније такође могу потенцијално да раздвоје амонијак за његову водоничну компоненту када је то потребно.

Зелени амонијак се прави коришћењем водоника и азота, при чему се водоник добија електролизом воде, процесом који покреће обновљиви извори енергије. Азот се може извући из ваздуха помоћу јединице за одвајање ваздуха. Зелени амонијак може да делује као замена за „смеђи“ амонијак, који се прави од фосилних горива (обично природног гаса). Зелени амонијак се може направити од азота и водоника на различите начине; међутим, Хабер-Босцх процес (који користи процес високог притиска да би се индуковала хемијска реакција за производњу амонијака) је наводно најбоља комерцијално одржива опција. 

Ометајући утицај

У 2020. години, више пројеката у Европи, САД, Аустралији и Јапану усмерили су свој фокус ка коришћењу амонијака као извора енергије. Као део пројекта вредног 5 милијарди долара, америчка компанија Аир Продуцтс анд Цхемицалс, саудијска фирма АЦВА Повер и НЕОМ, инвеститор који гради град без угљеника у Саудијској Арабији, покушали су да изграде зелено постројење за водоник на обали Црвеног мора до 2025. Пројекат има за циљ изградњу соларних ћелија за хватање сунчеве енергије током дана и турбина на ветар за хватање ветрова преко ноћи како би се произвело 4 гигавата електричне енергије за постројење за електролизу воде у објекту.

Програмери би водоник испоручили у традиционалну Хабер-Босцх фабрику, за коју је планирано да производи више од милион тона зеленог амонијака годишње. Са 1 МЈ/Л, амонијак има већу густину енергије од течног водоника, са 12.7 МЈ/Л. Такође се може складиштити на –8.5 °Ц, у поређењу са течним водоником на –33 °Ц, и много је мање запаљив од водоника, што оба фактора чине транспорт амонијака знатно лакшим и јефтинијим. Ове предности би могле да доведу до тога да зелени амонијак постане индустрија вредна више милијарди долара на бројним регионалним тржиштима током наредних деценија. То је међу одабраним бројем горива које поморска индустрија може размотрити да користи као извор обновљиве енергије за смањење својих циљева емисије угљеника. 

Међутим, трошак производње зеленог амонијака је два до четири пута скупљи од смеђег амонијака, такође је скупљи за производњу од његовог конкурента који користи зелени водоник, а неке од технологија које су потребне за производњу у великим количинама су још увек у раној фази развоја. Ови фактори заједно могу довести до тога да раст индустрије остане поремећен током 2020-их. Ако различите индустрије могу да искористе зелени амонијак по нижој цени од других облика обновљиве енергије, посебно у тешким индустријама као што су производња челика и ковачнице, зелени амонијак може развити тржишну нишу у коју компаније могу размислити о улагању.

Импликације зеленог амонијака у енергетском сектору

Шире импликације коришћења зеленог амонијака као облика складиштења енергије могу укључивати:

• Прелазак на зелени амонијак помаже неколико тешких индустрија да смање свој угљенични отисак, што доводи до постизања њихових циљева емисије угљеника.
• Замена течног водоника зеленим амонијаком као извором енергије за транспортну индустрију, што доводи до промене радне снаге у енергетској индустрији.
• Владе већ улажу у производњу зеленог водоника и транспортну инфраструктуру, проширујући своје субвенције на производњу зеленог амонијака, што одражава ширу посвећеност чистој енергији.
• Индустрија соларне енергије и ветра добијају повећана улагања за изградњу инфраструктуре која храни Хабер-Босцх процес, промовишући одрживу производњу зеленог амонијака.
• Потенцијал зеленог амонијака као безбедније и лакше транспортне алтернативе водонику, подстичући шире прихватање и усвајање чистих горива, утичући на националне и међународне енергетске стратегије.
• Подстицање домаће производње зеленог амонијака што доводи до смањења увоза енергије, повећања енергетске безбедности и смањења зависности од стране нафте и гаса.
• Повећање производње зеленог амонијака стимулише економску активност и отварање нових радних места у регионима са богатим обновљивим изворима енергије, промовишући уравнотеженији регионални развој.
• Кретање ка зеленом амонијаку покреће успостављање нових стандарда и прописа, осигуравајући безбедну производњу, транспорт и коришћење овог чистог извора енергије.
• Пораст зеленог амонијака као одрживог чистог извора енергије подстакао је образовне институције да уведу нове наставне планове и програме, припремајући радну снагу за нове могућности у сектору обновљиве енергије.
• Померање ка зеленом амонијаку који делује као катализатор за даља истраживања и развој технологија чисте енергије, формирајући основу за будући напредак у енергетском сектору.

Питања која треба размотрити

• Да ли ће предности развоја постројења за зелени амонијак бити веће од трошкова? 
• Да ли ће зелени амонијак бити одржив облик складиштења енергије у будућности, посебно за поморску индустрију? Или ће његово место заузети други облици складиштења енергије?