في خضم جنون ذروة الكربون وحياد الكربون المستمر منذ قرن من الزمان، تبحث البلدان في جميع أنحاء العالم بنشاط عن الجيل القادم من تكنولوجيا الطاقة والطاقة الخضراء.الأمونياأصبحت محط اهتمام عالمي في الآونة الأخيرة. بالمقارنة مع الهيدروجين، تتوسع الأمونيا من مجال الأسمدة الزراعية الأكثر تقليدية إلى مجال الطاقة بسبب مزاياها الواضحة في التخزين والنقل.

وقال فاريا، الخبير في جامعة توينتي بهولندا، إنه مع ارتفاع أسعار الكربون، قد تكون الأمونيا الخضراء ملك الوقود السائل في المستقبل.

إذًا، ما هي الأمونيا الخضراء بالضبط؟ ما هو الوضع التنموي لها؟ ما هي سيناريوهات التطبيق؟ هل هي اقتصادية؟

الأمونيا الخضراء وحالتها التنموية

الهيدروجين هو المادة الخام الرئيسية لالأمونياإنتاج. لذلك، وفقًا لانبعاثات الكربون المختلفة في عملية إنتاج الهيدروجين، يمكن أيضًا تصنيف الأمونيا إلى الفئات الأربع التالية حسب اللون:

رماديالأمونيا: مصنوعة من الطاقة الأحفورية التقليدية (الغاز الطبيعي والفحم).

الأمونيا الزرقاء: يتم استخراج الهيدروجين الخام من الوقود الأحفوري، ولكن يتم استخدام تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزينه في عملية التكرير.

الأمونيا الخضراء المزرقة: تعمل عملية الانحلال الحراري للميثان على تحلل الميثان إلى هيدروجين وكربون. ويستخدم الهيدروجين المستعاد في هذه العملية كمادة خام لإنتاج الأمونيا باستخدام الكهرباء الخضراء.

الأمونيا الخضراء: يتم استخدام الكهرباء الخضراء المولدة من الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية لتحليل الماء لإنتاج الهيدروجين، ومن ثم يتم تصنيع الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين الموجود في الهواء.

ولأن الأمونيا الخضراء تنتج النيتروجين والماء بعد الاحتراق، ولا تنتج ثاني أكسيد الكربون، فإن الأمونيا الخضراء تعتبر وقودًا "خاليًا من الكربون" وأحد مصادر الطاقة النظيفة المهمة في المستقبل.

الأخضر العالميالأمونياالسوق لا يزال في مراحله الأولى. ومن منظور عالمي، يبلغ حجم سوق الأمونيا الخضراء حوالي 36 مليون دولار أمريكي في عام 2021، ومن المتوقع أن يصل إلى 5.48 مليار دولار أمريكي في عام 2030، بمتوسط ​​معدل نمو سنوي مركب يبلغ 74.8%، وهو ما ينطوي على إمكانات كبيرة. وتتوقع "يونداو كابيتال" أن يتجاوز الإنتاج العالمي السنوي للأمونيا الخضراء 20 مليون طن في عام 2030، ويتجاوز 560 مليون طن في عام 2050، وهو ما يمثل أكثر من 80% من إنتاج الأمونيا العالمي.

اعتبارًا من سبتمبر 2023، تم نشر أكثر من 60 مشروعًا للأمونيا الخضراء في جميع أنحاء العالم، بطاقة إنتاجية إجمالية مخططة تزيد عن 35 مليون طن سنويًا. يتم توزيع مشاريع الأمونيا الخضراء الخارجية بشكل رئيسي في أستراليا وأمريكا الجنوبية وأوروبا والشرق الأوسط.

منذ عام 2024، تطورت صناعة الأمونيا الخضراء المحلية في الصين بسرعة. وفقا لإحصائيات غير كاملة، منذ عام 2024، تم الترويج لأكثر من 20 مشروعا لأمونيا الهيدروجين الأخضر. استثمرت مجموعة Envision Technology Group، وChina Energy Construction، وشركة State Power Investment Corporation، وState Energy Group، وما إلى ذلك ما يقرب من 200 مليار يوان في الترويج لمشاريع الأمونيا الخضراء، والتي ستطلق كمية كبيرة من الطاقة الإنتاجية للأمونيا الخضراء في المستقبل.

سيناريوهات تطبيق الأمونيا الخضراء

كطاقة نظيفة، الأمونيا الخضراء لديها مجموعة متنوعة من سيناريوهات التطبيق في المستقبل. بالإضافة إلى الاستخدامات الزراعية والصناعية التقليدية، فإنها تشمل أيضًا بشكل أساسي مزج توليد الطاقة ووقود الشحن وتثبيت الكربون وتخزين الهيدروجين ومجالات أخرى.

1. صناعة الشحن

تمثل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الشحن ما بين 3% إلى 4% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. في عام 2018، اعتمدت المنظمة البحرية الدولية استراتيجية أولية للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة، تقترح أنه بحلول عام 2030، سيتم تخفيض انبعاثات الكربون العالمية من الشحن بنسبة 40٪ على الأقل مقارنة بعام 2008، والسعي لخفضها بنسبة 70٪ بحلول عام 2050. ولتحقيق خفض الكربون وإزالة الكربون في صناعة الشحن، يعد الوقود النظيف الذي يحل محل الطاقة الأحفورية أكثر الوسائل التقنية الواعدة.

يُعتقد عمومًا في صناعة الشحن أن الأمونيا الخضراء هي أحد أنواع الوقود الرئيسية لإزالة الكربون في صناعة الشحن في المستقبل.

وتوقعت شركة لويدز للشحن البحري ذات مرة أنه بين عامي 2030 و2050، سترتفع نسبة الأمونيا كوقود للشحن البحري من 7% إلى 20%، لتحل محل الغاز الطبيعي المسال وأنواع الوقود الأخرى لتصبح وقود الشحن الأكثر أهمية.

2. صناعة توليد الطاقة

الأمونيالا ينتج الاحتراق ثاني أكسيد الكربون، ويمكن للاحتراق المخلوط بالأمونيا الاستفادة من مرافق محطات الطاقة الحالية التي تعمل بالفحم دون إجراء تعديلات كبيرة على جسم المرجل. إنه إجراء فعال لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم.

في 15 يوليو، أصدرت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح والإدارة الوطنية للطاقة "خطة العمل للتحول منخفض الكربون وبناء طاقة الفحم (2024-2027)"، والتي اقترحت أنه بعد التحول والبناء، ينبغي أن يكون لوحدات طاقة الفحم القدرة على مزج أكثر من 10% من الأمونيا الخضراء وحرق الفحم. يتم تقليل مستويات الاستهلاك وانبعاث الكربون بشكل كبير. ويمكن ملاحظة أن خلط الأمونيا أو الأمونيا النقية في وحدات الطاقة الحرارية يعد اتجاهًا تقنيًا مهمًا لتقليل انبعاثات الكربون في مجال توليد الطاقة.

تعد اليابان من المروجين الرئيسيين لتوليد الطاقة من الاحتراق المخلوط بالأمونيا. صاغت اليابان "خارطة طريق وقود الأمونيا اليابانية 2021-2050" في عام 2021، وستكمل العرض والتحقق من وقود الأمونيا المخلوط بنسبة 20٪ في محطات الطاقة الحرارية بحلول عام 2025؛ ومع نضوج تكنولوجيا الأمونيا المخلوطة، سترتفع هذه النسبة إلى أكثر من 50%؛ وبحلول عام 2040 تقريبًا، سيتم بناء محطة لتوليد الكهرباء من الأمونيا النقية.

3. حاملة تخزين الهيدروجين

تُستخدم الأمونيا كحامل لتخزين الهيدروجين، وتحتاج إلى المرور بعمليات تصنيع الأمونيا وتسييلها ونقلها وإعادة استخلاص الهيدروجين الغازي. العملية الكاملة لتحويل الأمونيا إلى الهيدروجين ناضجة.

في الوقت الحاضر، هناك ست طرق رئيسية لتخزين ونقل الهيدروجين: تخزين ونقل أسطوانة الضغط العالي، ونقل الضغط الغازي عبر خط الأنابيب، وتخزين ونقل الهيدروجين السائل منخفض الحرارة، والتخزين والنقل العضوي السائل، وتخزين ونقل الأمونيا السائلة، والمعادن. تخزين الهيدروجين الصلب ونقله. من بينها، تخزين ونقل الأمونيا السائلة هو استخلاص الهيدروجين من خلال تخليق الأمونيا، وتسييلها، ونقلها، وإعادة تحويلها إلى غاز. يتم تسييل الأمونيا عند -33 درجة مئوية أو 1MPa. تبلغ تكلفة الهدرجة/نزع الهيدروجين أكثر من 85%. إنها ليست حساسة لمسافة النقل ومناسبة للتخزين لمسافات متوسطة وطويلة ونقل الهيدروجين السائب، وخاصة النقل البحري. إنها واحدة من أكثر الطرق الواعدة لتخزين الهيدروجين ونقله في المستقبل.

4. المواد الخام الكيميائية

كسماد نيتروجيني أخضر محتمل والمادة الخام الرئيسية للمواد الكيميائية الخضراء، الخضراءالأمونياسوف تعزز بقوة التطور السريع للسلاسل الصناعية "الأمونيا الخضراء + الأسمدة الخضراء" و"كيماويات الأمونيا الخضراء".

وبالمقارنة مع الأمونيا الاصطناعية المصنوعة من الطاقة الأحفورية، فمن المتوقع أن الأمونيا الخضراء لن تكون قادرة على تشكيل قدرة تنافسية فعالة كمادة خام كيميائية قبل عام 2035.