Stara kemija u novim bojama
Krajem rujna 2020. iz Saudijske Arabije u Japan isporučen je prvi na svijetu plavi amonijak (1), koji je, prema izvješćima medija, trebao biti korišten u elektranama za proizvodnju električne energije bez emisije ugljičnog dioksida. Neupućenima ovo može izgledati pomalo zagonetno. Postoji li novo čudesno gorivo?
Saudi Aramco, iza transporta, proizvodi goriva pretvorbom ugljikovodika (tj. proizvodi dobiveni iz nafte) u vodik, a zatim pretvaraju proizvod u amonijak, hvatajući nusproizvod ugljičnog dioksida. Dakle, amonijak pohranjuje vodik, koji se također naziva "plavim" vodikom, za razliku od "zelenog" vodika, koji dolazi iz obnovljivih izvora, a ne iz fosilnih goriva. Također se može spaljivati kao gorivo u termoelektranama, što je važno bez emisije ugljičnog dioksida.
Zašto je bolje pohraniti prenosi vodik vezan u amonijaku nego samo čisti vodik? “Amonijak se lakše ukapljuje – kondenzira se na minus 33 Celzijeva stupnja – i sadrži 1,7 puta više vodika po kubnom metru od ukapljenog vodika”, prema studiji investicijske banke HSBC koja podržava novu tehnologiju.
Saudijska Arabija, najveći svjetski izvoznik nafte, ulaže u tehnologiju za izdvajanje vodika iz fosilnih goriva i pretvaranje proizvoda u amonijak. Američka tvrtka Air Products & Chemicals Inc. u ljeto potpisali ugovor sa saudijskom tvrtkom ACWA Power International i organizacijama odgovornim za izgradnju budućeg futurističkog grada Neoma (2), koji kraljevstvo želi graditi na obali Crvenog mora. Prema sporazumu, tvornica amonijaka vrijedna XNUMX milijardi dolara bit će izgrađena korištenjem vodika na pogon obnovljivih izvora energije.
2. Jedna od vizualizacija futurističkog saudijskog grada Neoma.
Poznato je da je vodik čisto gorivo koje, kada izgori, ne proizvodi ništa osim vodene pare. Često se predstavlja kao izvrstan izvor zelene energije. Međutim, stvarnost je malo kompliciranija. Ukupna ravnoteža emisija vodika čista je koliko i gorivo korišteno za njegovu proizvodnju. Uzimajući u obzir ukupnu ravnotežu emisija, emitiraju se vrste plinova kao što su zeleni vodik, plavi vodik i sivi vodik. Zeleni vodik proizvodi se samo iz obnovljivih izvora energije bez ugljika. Sivi vodik, najčešći oblik vodika u gospodarstvu, proizvodi se iz fosilnih goriva, što znači da se emisije vodika s niskim udjelom ugljika uvelike nadoknađuju proizvodnim procesom. Plavi vodik je naziv za vodik dobiven samo iz prirodnog plina, koji ima nižu emisiju ugljičnog dioksida i čišći je od većine fosilnih goriva.
Amonijak je kemijski spoj koji sadrži tri molekule vodika i jednu molekulu dušika. U tom smislu "pohranjuje" vodik i može se koristiti kao sirovina za proizvodnju "održivog vodika". Sam amonijak, kao i vodik, ne ispušta ugljični dioksid kada se izgara u termoelektrani. Plava boja u nazivu znači da se proizvodi prirodnim plinom (iu nekim slučajevima ugljenom). Smatra se zelenijim oblikom proizvodnje energije i zbog sposobnosti hvatanja i izdvajanja ugljičnog dioksida (CCS) tijekom procesa pretvorbe. Barem tako uvjeravaju tvrtka Aramco koja takve proizvodi.
Od plave do zelene
Mnogi stručnjaci smatraju da je gore opisana tehnika samo prijelazni korak, a cilj je postići učinkovitu proizvodnju zelenog amonijaka. Naravno, ovaj se neće razlikovati po kemijskom sastavu, kao što se plava ne razlikuje po kemijskom sastavu od bilo kojeg drugog amonijaka. Poanta je jednostavno da će proces proizvodnje zelene verzije potpuno bez emisija i neće imati nikakve veze s fosilnim gorivima. To bi moglo biti, primjerice, postrojenje za proizvodnju obnovljivog vodika koji se potom pretvara u amonijak radi lakšeg skladištenja i transporta.
U prosincu 2018. godine objavljeno je izvješće Britanske energetske tranzicijske komisije, "koalicije poslovnih, financijskih i čelnika civilnog društva iz svih industrija koje proizvode i koriste energiju". Moguća misija. Prema autorima, potpuna dekarbonizacija amonijaka do 2050. tehnički je i ekonomski izvediva, ali plavi amonijak neće biti važan za nekoliko desetljeća. Na kraju će dominirati zeleni amonijak. To je zbog visokih troškova hvatanja posljednjih 10-20% CO, kaže se u izvješću.2 u proizvodnom procesu. Međutim, drugi komentatori su istaknuli da se ta predviđanja temelje na najsuvremenijem stanju. U međuvremenu se nastavljaju istraživanja novih metoda za sintezu amonijaka.
Na primjer Matteo Masanti, inženjer u Casale SA (član Udruženja za energiju amonijaka), predstavio je novopatentirani proces za "pretvorbu prirodnog plina u amonijak radi smanjenja emisije COXNUMX".2 u atmosferu do 80% u odnosu na najbolje dostupne tehnologije”. Jednostavno rečeno, on predlaže da se CDR (uklanjanje ugljičnog dioksida) jedinica koja se koristi za hvatanje ugljičnog dioksida iz ispušnih plinova nakon izgaranja zamijeni "strategijom dekarbonizacije prije izgaranja".
Postoje mnoge druge nove ideje. Američka tvrtka Monolith Materials predlaže "novi električni proces za pretvaranje prirodnog plina u ugljik u obliku čađe i vodika s visokom učinkovitošću". Ugljen ovdje nije otpad, već tvar koja može imati oblik komercijalno vrijedne robe. Tvrtka želi pohraniti vodik ne samo u obliku amonijaka, već i, na primjer, u metanolu. Tu je i eSMR, metoda koju je razvio Haldor Topsoe iz Danske na temelju korištenje električne energije proizvedene iz obnovljivih izvora kao dodatni izvor procesne topline u fazi parnog reformiranja metana u proizvodnji vodika u tvornici amonijaka. Predviđene su smanjene emisije CO2 za proizvodnju amonijaka oko 30%.
Kao što znate, naš Orlen također se bavi proizvodnjom vodika. O proizvodnji zelenog amonijaka kao skladišta energije govorio je na poljskom kemijskom kongresu u rujnu 2020., t.j. nekoliko dana prije polaska navedenog prijevoza za Japan, Jacek Mendelewski, član uprave Anwila iz grupe PKN Orlen. Zapravo, vjerojatno je i bilo plavi amonijakprema gornjoj klasifikaciji. Iz ove izjave nije jasno da ovaj proizvod već proizvodi Anwil, ali se može pretpostaviti da u Poljskoj postoje planovi za proizvodnju barem plavog amonijaka.
