Sajandipikkuses süsinikutipu ja süsinikuneutraalsuse hulluses otsivad riigid üle maailma aktiivselt järgmise põlvkonna energiatehnoloogiat ja rohelist energiat.ammoniaakon viimasel ajal ülemaailmse tähelepanu keskpunktis. Võrreldes vesinikuga on ammoniaak oma ilmselgete eeliste tõttu ladustamisel ja transportimisel levimas kõige traditsioonilisemast põllumajandusväetise valdkonnast energiavaldkonda.

Hollandi Twente ülikooli ekspert Faria ütles, et süsinikuhindade tõusu tõttu võib roheline ammoniaak olla vedelkütuste tulevane kuningas.

Mis täpselt on roheline ammoniaak? Milline on selle arendusstaatus? Millised on rakendusvõimalused? Kas see on ökonoomne?

Roheline ammoniaak ja selle arengustaatus

Vesinik on peamine tooraineammoniaaktootmine. Seega, olenevalt vesiniku tootmisprotsessi erinevatest süsinikuheitmetest, saab ammoniaaki liigitada ka järgmistesse nelja kategooriasse värvi järgi:

HallammoniaakValmistatud traditsioonilisest fossiilkütusest (maagaas ja kivisüsi).

Sinine ammoniaak: Toores vesinik ekstraheeritakse fossiilkütustest, kuid rafineerimisprotsessis kasutatakse süsiniku kogumise ja säilitamise tehnoloogiat.

Sinakasroheline ammoniaak: metaani pürolüüsiprotsess lagundab metaani vesinikuks ja süsinikuks. Protsessis eraldatud vesinikku kasutatakse toorainena ammoniaagi tootmiseks rohelise elektri abil.

Roheline ammoniaak: Taastuvenergiast, näiteks tuule- ja päikeseenergiast, toodetud rohelist elektrit kasutatakse vee elektrolüüsimiseks vesiniku tootmiseks ning seejärel sünteesitakse ammoniaak õhus olevast lämmastikust ja vesinikust.

Kuna roheline ammoniaak toodab pärast põlemist lämmastikku ja vett ning ei tooda süsinikdioksiidi, peetakse rohelist ammoniaaki süsinikuvabaks kütuseks ja üheks oluliseks puhta energia allikaks tulevikus.

Globaalne rohelineammoniaakTurg on alles lapsekingades. Globaalsest vaatenurgast on rohelise ammoniaagi turu suurus 2021. aastal umbes 36 miljonit USA dollarit ja eeldatavasti ulatub see 2030. aastaks 5,48 miljardi USA dollarini, kusjuures keskmine aastane kasvumäär on 74,8%, millel on märkimisväärne potentsiaal. Yundao Capital ennustab, et rohelise ammoniaagi ülemaailmne aastane toodang ületab 2030. aastal 20 miljonit tonni ja 2050. aastal 560 miljonit tonni, moodustades üle 80% ülemaailmsest ammoniaagitoodangust.

2023. aasta septembri seisuga on kogu maailmas käivitatud üle 60 rohelise ammoniaagi projekti, mille planeeritud tootmisvõimsus on üle 35 miljoni tonni aastas. Välismaised rohelise ammoniaagi projektid on jaotatud peamiselt Austraaliasse, Lõuna-Ameerikasse, Euroopasse ja Lähis-Idasse.

Alates 2024. aastast on Hiina kodumaine rohelise ammoniaagi tööstus kiiresti arenenud. Mittetäieliku statistika kohaselt on alates 2024. aastast edendatud enam kui 20 rohelise vesinikammoniaagi projekti. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group jne on investeerinud rohelise ammoniaagi projektide edendamisse ligi 200 miljardit jüaani, mis vabastab tulevikus suure hulga rohelise ammoniaagi tootmisvõimsust.

Rohelise ammoniaagi rakendusstsenaariumid

Puhta energiaallikana on rohelisel ammoniaagil tulevikus mitmesuguseid rakendusvõimalusi. Lisaks traditsioonilisele põllumajanduslikule ja tööstuslikule kasutamisele hõlmab see peamiselt ka elektrienergia tootmiseks, laevanduskütuseks, süsiniku sidumiseks, vesiniku ladustamiseks ja muudes valdkondades.

1. Laevandussektor

Laevanduse süsinikdioksiidi heitkogused moodustavad 3–4% ülemaailmsest süsinikdioksiidi heitkogusest. Rahvusvaheline Mereorganisatsioon võttis 2018. aastal vastu kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamise esialgse strateegia, milles tehti ettepanek vähendada ülemaailmse laevanduse süsinikdioksiidi heitkoguseid 2030. aastaks vähemalt 40% võrreldes 2008. aastaga ja püüda vähendada neid 70% võrra 2050. aastaks. Laevanduse süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks ja dekarboniseerimiseks on fossiilkütuste asendamine puhaste kütustega kõige lootustandvam tehniline vahend.

Laevanduses usutakse üldiselt, et roheline ammoniaak on tulevikus laevanduse dekarboniseerimise üks peamisi kütuseid.

Lloyd's Register of Shipping ennustas kunagi, et aastatel 2030–2050 suureneb ammoniaagi osakaal laevakütuses 7%-lt 20%-le, asendades veeldatud maagaasi ja muud kütused ning saades kõige olulisemaks laevakütuseks.

2. Energiatootmistööstus

AmmoniaakPõlemine ei tekita CO2 ja ammoniaagiga segatud põletamisel saab ära kasutada olemasolevaid söeküttel töötavaid elektrijaamu ilma katla korpuse oluliste muudatusteta. See on tõhus meede süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks söeküttel töötavates elektrijaamades.

15. juulil avaldasid Riiklik Arengu- ja Reformikomisjon ning Riiklik Energiaamet dokumendi „Söeküttel töötavate elektrijaamade vähese süsinikuheitega ümberkujundamise ja ehitamise tegevuskava (2024–2027)“, milles tehti ettepanek, et pärast ümberkujundamist ja ehitamist peaksid söeküttel töötavad elektrijaamad suutma segada üle 10% rohelist ammoniaaki ja põletada kivisütt. Tarbimine ja süsinikdioksiidi heitkogused vähenevad märkimisväärselt. On näha, et ammoniaagi või puhta ammoniaagi segamine soojuselektrijaamades on oluline tehniline suund süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks energiatootmise valdkonnas.

Jaapan on ammoniaagiga segatud põlemiskütusel põhineva elektritootmise peamine edendaja. Jaapan koostas 2021. aastal Jaapani ammoniaagikütuse tegevuskava aastateks 2021–2050 ning viib 2025. aastaks lõpule 20% ammoniaagiga segatud kütuse demonstreerimise ja kontrollimise soojuselektrijaamades; ammoniaagiga segatud tehnoloogia arenedes suureneb see osakaal üle 50%; umbes 2040. aastaks ehitatakse puhtal ammoniaagil töötav elektrijaam.

3. Vesinikuhoidla

Ammoniaaki kasutatakse vesiniku säilitamise kandjana ning see peab läbima ammoniaagi sünteesi, veeldamise, transpordi ja gaasilise vesiniku taasekstraheerimise protsessid. Kogu ammoniaagi-vesiniku muundamise protsess on küps.

Praegu on vesiniku ladustamiseks ja transportimiseks kuus peamist viisi: kõrgsurveballoonides ladustamine ja transport, gaasilise rõhu all transport torujuhtmes, madalal temperatuuril vedela vesiniku ladustamine ja transport, vedela orgaanilise aine ladustamine ja transport, vedela ammoniaagi ladustamine ja transport ning metallilise tahke vesiniku ladustamine ja transport. Nende hulgas on vedela ammoniaagi ladustamine ja transport vesiniku eraldamine ammoniaagi sünteesi, veeldamise, transpordi ja taasgaasistamise teel. Ammoniaaki veeldatakse temperatuuril -33 °C või 1 MPa. Hüdrogeenimise/dehüdrogeenimise maksumus moodustab üle 85%. See ei ole tundlik transpordikauguse suhtes ja sobib vesiniku lahtise ladustamiseks ja transportimiseks keskmise ja pika vahemaa tagant, eriti ookeanitranspordi kaudu. See on üks paljulubavamaid vesiniku ladustamise ja transportimise viise tulevikus.

4. Keemilised toorained

Potentsiaalse rohelise lämmastikväetisena ja roheliste kemikaalide peamise toorainena on rohelineammoniaaksoodustab tugevalt „rohelise ammoniaagi + rohelise väetise” ja „rohelise ammoniaagi kemikaali” tööstuskettide kiiret arengut.

Võrreldes fossiilkütustest toodetud sünteetilise ammoniaagiga ei ole roheline ammoniaak eeldatavasti võimeline enne 2035. aastat keemilise toorainena tõhusalt konkureerima.