Hóa chất cũ trong màu mới
Vào cuối tháng 2020 năm 1, amoniac xanh đầu tiên trên thế giới (XNUMX) được vận chuyển từ Ả Rập Xê Út đến Nhật Bản, theo báo chí, được sử dụng trong các nhà máy điện để sản xuất điện mà không thải ra khí cacbonic. Đối với những người chưa quen, điều này có vẻ hơi khó hiểu. Có một loại nhiên liệu kỳ diệu mới?
Saudi Aramco, đứng sau vận tải, sản xuất nhiên liệu bằng cách chuyển đổi hydrocacbon (tức là các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ) thành hydro và sau đó chuyển sản phẩm thành amoniac, thu được sản phẩm phụ là carbon dioxide. Do đó, amoniac lưu trữ hydro, còn được gọi là hydro "xanh", trái ngược với hydro "xanh", đến từ các nguồn tái tạo chứ không phải nhiên liệu hóa thạch. Nó cũng có thể được đốt làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, quan trọng là không thải ra khí cacbonic.
Tại sao nó tốt hơn để lưu trữ vận chuyển hydro liên kết trong amoniac hơn chỉ hydro tinh khiết? “Amoniac dễ hóa lỏng hơn - nó ngưng tụ ở âm 33 độ C - và chứa lượng hydro trên mỗi mét khối nhiều hơn 1,7 lần so với hydro hóa lỏng”, theo một nghiên cứu của ngân hàng đầu tư HSBC hỗ trợ công nghệ mới.
Ả Rập Saudi, nhà xuất khẩu dầu lớn nhất thế giới, đang đầu tư vào công nghệ chiết xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch và chuyển sản phẩm này thành amoniac. Công ty Mỹ Air Products & Chemicals Inc. vào mùa hè đã ký một thỏa thuận với công ty Ả Rập Saudi ACWA Power International và các tổ chức chịu trách nhiệm xây dựng thành phố tương lai Neom (2) mà vương quốc này muốn xây dựng trên bờ Biển Đỏ. Theo thỏa thuận, một nhà máy amoniac trị giá XNUMX tỷ USD sẽ được xây dựng bằng cách sử dụng hydro cung cấp năng lượng tái tạo.
2. Một trong những hình dung về thành phố Neom của Ả Rập Xê Út trong tương lai.
Hydro được biết đến là một loại nhiên liệu sạch, khi đốt cháy không tạo ra gì ngoài hơi nước. Nó thường được trình bày như một nguồn năng lượng xanh tuyệt vời. Tuy nhiên, thực tế phức tạp hơn một chút. Sự cân bằng tổng thể của lượng khí thải hydro cũng sạch như nhiên liệu được sử dụng để sản xuất nó. Có tính đến tổng cân bằng phát thải, các loại khí như hydro xanh lục, hydro xanh lam và hydro xám được phát ra. Hydro xanh nó chỉ được sản xuất bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và không có carbon. Hydro xám, dạng hydro phổ biến nhất trong nền kinh tế, được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, có nghĩa là lượng khí thải hydro carbon thấp được bù đắp phần lớn bởi quá trình sản xuất. Hydro xanh là tên được đặt cho hydro chỉ có nguồn gốc từ khí tự nhiên, có lượng khí thải carbon dioxide thấp hơn và sạch hơn hầu hết các nhiên liệu hóa thạch.
Amoniac là một hợp chất hóa học có chứa ba phân tử hydro và một phân tử nitơ. Theo nghĩa này, nó "lưu trữ" hydro và có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất "hydro bền vững". Bản thân amoniac, giống như hydro, không thải ra carbon dioxide khi đốt cháy tại nhà máy nhiệt điện. Màu xanh lam trong tên gọi có nghĩa là nó được sản xuất bằng khí tự nhiên (và trong một số trường hợp là than đá). Nó được coi là một hình thức sản xuất năng lượng xanh hơn cũng do khả năng thu giữ và cô lập carbon dioxide (CCS) trong quá trình chuyển đổi. Ít nhất thì đó là điều mà công ty Aramco, nơi sản xuất như vậy, đảm bảo.
Từ xanh lam sang xanh lục
Nhiều chuyên gia tin rằng kỹ thuật được mô tả ở trên chỉ là một bước chuyển tiếp và mục tiêu là đạt được hiệu quả sản xuất amoniac xanh. Tất nhiên, cái này sẽ không khác về thành phần hóa học, cũng như màu xanh lam không khác về thành phần hóa học với bất kỳ loại amoniac nào khác. Vấn đề đơn giản là quá trình sản xuất phiên bản màu xanh lá cây sẽ hoàn toàn không phát thải và sẽ không liên quan gì đến nhiên liệu hóa thạch. Ví dụ, đây có thể là một nhà máy sản xuất hydro tái tạo, sau đó được chuyển thành amoniac để lưu trữ và vận chuyển dễ dàng hơn.
Vào tháng 2018 năm 2050, một báo cáo được công bố bởi Ủy ban Chuyển tiếp Năng lượng Anh, "một liên minh của các nhà lãnh đạo kinh doanh, tài chính và xã hội dân sự từ khắp các ngành sản xuất và sử dụng năng lượng." Nhiệm vụ có thể. Theo các tác giả, việc khử cacbon hoàn toàn của amoniac vào năm XNUMX là khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế, nhưng amoniac xanh sẽ không thành vấn đề trong một vài thập kỷ nữa. Cuối cùng nó sẽ thống trị amoniac xanh. Điều này là do chi phí cao để thu giữ 10-20% CO cuối cùng, báo cáo cho biết.2 trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, các nhà bình luận khác đã chỉ ra rằng những dự đoán này dựa trên tình trạng hiện đại. Trong khi đó, nghiên cứu về các phương pháp mới để tổng hợp amoniac vẫn tiếp tục.
Ví dụ Matteo Masanti, một kỹ sư tại Casale SA (thành viên của Hiệp hội Năng lượng Amoniac), đã trình bày một quy trình mới được cấp bằng sáng chế về "chuyển đổi khí tự nhiên thành amoniac để giảm lượng khí thải COXNUMX".2 lên đến 80% bầu khí quyển liên quan đến các công nghệ tốt nhất hiện có ”. Nói một cách đơn giản, ông đề xuất thay thế bộ phận CDR (loại bỏ carbon dioxide) được sử dụng để thu giữ carbon dioxide từ khí thải sau khi đốt cháy bằng "chiến lược khử cacbon trước khi đốt cháy".
Có nhiều ý tưởng mới khác. Công ty Monolith Materials của Mỹ đề xuất "một quy trình điện mới để chuyển đổi khí tự nhiên thành carbon dưới dạng muội than và hydro với hiệu suất cao." Ở đây than không phải là chất thải mà là một chất có thể ở dạng một loại hàng hóa có giá trị thương mại. Công ty muốn lưu trữ hydro không chỉ ở dạng amoniac, mà còn, ví dụ, trong metanol. Ngoài ra còn có eSMR, một phương pháp được phát triển bởi Haldor Topsoe từ Đan Mạch dựa trên sử dụng điện được tạo ra từ các nguồn tái tạo như một nguồn nhiệt bổ sung cho quá trình ở giai đoạn chuyển hóa hơi nước của mêtan trong quá trình sản xuất hydro tại nhà máy amoniac. Dự đoán giảm lượng khí thải CO2 để sản xuất amoniac khoảng 30%.
Như bạn đã biết, Orlen của chúng tôi cũng tham gia vào việc sản xuất hydro. Ông đã nói về việc sản xuất amoniac xanh như một nguồn lưu trữ năng lượng tại Đại hội Hóa học Ba Lan vào tháng 2020 năm XNUMX, tức là một vài ngày trước khi chuyến vận tải nói trên khởi hành đến Nhật Bản, Jacek Mendelevsky, thành viên hội đồng quản trị của Anwil từ nhóm PKN Orlen. Trong thực tế, nó có lẽ là amoniac xanhtheo cách phân loại trên. Không rõ từ tuyên bố này rằng sản phẩm này đã được sản xuất bởi Anwil, nhưng có thể giả định rằng có kế hoạch ở Ba Lan để sản xuất ít nhất là amoniac xanh.
