Nella mania secolare del picco del carbonio e della neutralità del carbonio, i paesi di tutto il mondo sono attivamente alla ricerca della prossima generazione di tecnologie energetiche e di tecnologie verdi.ammoniacasta diventando recentemente il centro dell’attenzione globale. Rispetto all’idrogeno, l’ammoniaca si sta espandendo dal campo più tradizionale dei fertilizzanti agricoli a quello energetico grazie ai suoi evidenti vantaggi nello stoccaggio e nel trasporto.

Faria, un esperto dell’Università di Twente nei Paesi Bassi, ha affermato che con l’aumento dei prezzi del carbonio, l’ammoniaca verde potrebbe essere il futuro re dei combustibili liquidi.

Allora, cos’è esattamente l’ammoniaca verde? Qual è il suo stato di sviluppo? Quali sono gli scenari applicativi? È economico?

Ammoniaca verde e suo stato di sviluppo

L'idrogeno è la principale materia prima perammoniacaproduzione. Pertanto, a seconda delle diverse emissioni di carbonio nel processo di produzione dell’idrogeno, l’ammoniaca può essere classificata anche nelle seguenti quattro categorie in base al colore:

Grigioammoniaca: Prodotto con energia fossile tradizionale (gas naturale e carbone).

Ammoniaca blu: l’idrogeno grezzo viene estratto dai combustibili fossili, ma nel processo di raffinazione viene utilizzata la tecnologia di cattura e stoccaggio del carbonio.

Ammoniaca blu-verde: il processo di pirolisi del metano decompone il metano in idrogeno e carbonio. L’idrogeno recuperato nel processo viene utilizzato come materia prima per produrre ammoniaca utilizzando elettricità verde.

Ammoniaca verde: l’elettricità verde generata da energie rinnovabili come l’energia eolica e solare viene utilizzata per elettrolizzare l’acqua per produrre idrogeno, quindi l’ammoniaca viene sintetizzata dall’azoto e dall’idrogeno presenti nell’aria.

Poiché l’ammoniaca verde produce azoto e acqua dopo la combustione e non produce anidride carbonica, l’ammoniaca verde è considerata un combustibile “a zero emissioni di carbonio” e una delle importanti fonti di energia pulita del futuro.

Il verde globaleammoniacail mercato è ancora agli inizi. Da una prospettiva globale, la dimensione del mercato dell’ammoniaca verde è di circa 36 milioni di dollari nel 2021 e si prevede che raggiungerà i 5,48 miliardi di dollari nel 2030, con un tasso di crescita composto medio annuo del 74,8%, che ha un potenziale considerevole. Yundao Capital prevede che la produzione annuale globale di ammoniaca verde supererà i 20 milioni di tonnellate nel 2030 e supererà i 560 milioni di tonnellate nel 2050, rappresentando oltre l’80% della produzione globale di ammoniaca.

A settembre 2023, sono stati implementati in tutto il mondo più di 60 progetti di ammoniaca verde, con una capacità di produzione totale pianificata di oltre 35 milioni di tonnellate/anno. I progetti di ammoniaca verde all'estero sono distribuiti principalmente in Australia, Sud America, Europa e Medio Oriente.

Dal 2024, l’industria nazionale dell’ammoniaca verde in Cina si è sviluppata rapidamente. Secondo statistiche incomplete, dal 2024 sono stati promossi più di 20 progetti di ammoniaca verde idrogeno. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, ecc. hanno investito quasi 200 miliardi di yuan nella promozione di progetti di ammoniaca verde, che libereranno una grande quantità di capacità di produzione di ammoniaca verde in futuro.

Scenari applicativi dell'ammoniaca verde

In quanto energia pulita, l’ammoniaca verde ha una varietà di scenari applicativi in ​​futuro. Oltre ai tradizionali usi agricoli e industriali, comprende principalmente anche la produzione di energia miscelata, il carburante per il trasporto marittimo, la fissazione del carbonio, lo stoccaggio dell’idrogeno e altri campi.

1. Industria marittima

Le emissioni di anidride carbonica derivanti dal trasporto marittimo rappresentano dal 3% al 4% delle emissioni globali di anidride carbonica. Nel 2018, l’Organizzazione marittima internazionale ha adottato una strategia preliminare per la riduzione delle emissioni di gas serra, proponendo che entro il 2030 le emissioni globali di carbonio del trasporto marittimo vengano ridotte di almeno il 40% rispetto al 2008 e si tenti di ridurle del 70% entro il 2050. Per ottenere la riduzione delle emissioni di carbonio e la decarbonizzazione nel settore dei trasporti marittimi, i combustibili puliti che sostituiscono l’energia fossile rappresentano lo strumento tecnico più promettente.

Nel settore dei trasporti marittimi si ritiene generalmente che l’ammoniaca verde sia uno dei principali combustibili per la futura decarbonizzazione del settore dei trasporti marittimi.

Il Lloyd's Register of Shipping una volta aveva previsto che tra il 2030 e il 2050 la percentuale di ammoniaca come carburante per le navi aumenterà dal 7% al 20%, sostituendo il gas naturale liquefatto e altri combustibili per diventare il carburante più importante per le navi.

2. Industria della produzione di energia

Ammoniacala combustione non produce CO2 e la combustione mista ad ammoniaca può utilizzare le centrali elettriche a carbone esistenti senza modifiche importanti al corpo della caldaia. Si tratta di una misura efficace per ridurre le emissioni di anidride carbonica nelle centrali elettriche a carbone.

Il 15 luglio, la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma e l’Amministrazione nazionale per l’energia hanno pubblicato il “Piano d’azione per la trasformazione e la costruzione di energia a carbone a basse emissioni di carbonio (2024-2027)”, in cui si proponeva che, dopo la trasformazione e la costruzione, le centrali elettriche a carbone dovessero avere la capacità di miscelare più del 10% di ammoniaca verde e bruciare carbone. I consumi e i livelli di emissione di carbonio vengono significativamente ridotti. Si può vedere che la miscelazione di ammoniaca o ammoniaca pura nelle unità termoelettriche è un’importante direzione tecnica per la riduzione delle emissioni di carbonio nel campo della produzione di energia.

Il Giappone è uno dei principali promotori della produzione di energia elettrica da combustione miscelata con ammoniaca. Il Giappone ha formulato la “Tabella di marcia per il combustibile ad ammoniaca giapponese 2021-2050” nel 2021 e completerà la dimostrazione e la verifica della miscela di combustibile con ammoniaca al 20% nelle centrali termoelettriche entro il 2025; man mano che la tecnologia della miscelazione dell'ammoniaca maturerà, questa percentuale aumenterà fino a superare il 50%; entro il 2040 verrà costruita una centrale elettrica ad ammoniaca pura.

3. Vettore di stoccaggio dell'idrogeno

L'ammoniaca viene utilizzata come vettore di stoccaggio dell'idrogeno e deve passare attraverso i processi di sintesi, liquefazione, trasporto e riestrazione dell'idrogeno gassoso. L'intero processo di conversione dell'ammoniaca-idrogeno è maturo.

Attualmente, esistono sei modalità principali di stoccaggio e trasporto dell'idrogeno: stoccaggio e trasporto di bombole ad alta pressione, trasporto pressurizzato di gas in pipeline, stoccaggio e trasporto di idrogeno liquido a bassa temperatura, stoccaggio e trasporto di sostanze organiche liquide, stoccaggio e trasporto di ammoniaca liquida e stoccaggio e trasporto di metalli. stoccaggio e trasporto dell’idrogeno solido. Tra questi, lo stoccaggio e il trasporto dell'ammoniaca liquida consiste nell'estrarre l'idrogeno attraverso la sintesi, la liquefazione, il trasporto e la rigassificazione dell'ammoniaca. L'ammoniaca viene liquefatta a -33°C o 1MPa. Il costo dell'idrogenazione/deidrogenazione rappresenta oltre l'85%. Non è sensibile alla distanza di trasporto ed è adatto allo stoccaggio e al trasporto di idrogeno sfuso a media e lunga distanza, in particolare al trasporto marittimo. È uno dei modi più promettenti per lo stoccaggio e il trasporto dell’idrogeno in futuro.

4. Materie prime chimiche

Come potenziale fertilizzante azotato verde e principale materia prima per prodotti chimici verdi, verdeammoniacapromuoverà fortemente il rapido sviluppo delle filiere industriali “ammoniaca verde + fertilizzante verde” e “chimica ammoniaca verde”.

Rispetto all’ammoniaca sintetica ricavata dall’energia fossile, si prevede che l’ammoniaca verde non sarà in grado di raggiungere una competitività effettiva come materia prima chimica prima del 2035.