Lumang kimika sa mga bagong kulay

Sa katapusan ng Setyembre 2020, ang unang asul na ammonia (1) sa mundo ay ipinadala mula sa Saudi Arabia patungong Japan, na, ayon sa mga ulat ng press, ay gagamitin sa mga planta ng kuryente upang makagawa ng kuryente na walang mga paglabas ng carbon dioxide. Para sa mga hindi pa nakakaalam, ito ay maaaring mukhang medyo misteryoso. May bagong miracle fuel ba?

Ang Saudi Aramco, sa likod ng transportasyon, ay gumawa gasolina sa pamamagitan ng hydrocarbon conversion (ibig sabihin, mga produktong galing sa petrolyo) sa hydrogen at pagkatapos ay i-convert ang produkto sa ammonia, na kumukuha ng carbon dioxide by-product. Kaya, ang ammonia ay nag-iimbak ng hydrogen, na tinatawag ding "asul" na hydrogen, kumpara sa "berde" na hydrogen, na nagmumula sa mga nababagong mapagkukunan kaysa sa mga fossil fuel. Maaari din itong sunugin bilang panggatong sa mga thermal power plant, mahalaga na walang carbon dioxide emissions.

Bakit mas mahusay na mag-imbak nagdadala ng hydrogen na nakagapos sa ammonia kaysa puro hydrogen lang? "Ang ammonia ay mas madaling tunawin - ito ay namumuo sa minus 33 degrees Celsius - at naglalaman ng 1,7 beses na mas maraming hydrogen kada metro kubiko kaysa sa liquefied hydrogen," ayon sa isang pag-aaral ng investment bank na HSBC na sumusuporta sa bagong teknolohiya.

Saudi Arabia, ang pinakamalaking exporter ng langis sa mundo, ay namumuhunan sa teknolohiya upang kunin ang hydrogen mula sa mga fossil fuel at i-convert ang produkto sa ammonia. Ang kumpanyang Amerikano na Air Products & Chemicals Inc. noong tag-araw ay nilagdaan ang isang kasunduan sa kumpanya ng Saudi na ACWA Power International at mga organisasyong responsable para sa pagtatayo ng hinaharap na futuristic na lungsod ng Neom (2), na gustong itayo ng kaharian sa baybayin ng Red Sea. Sa ilalim ng kasunduan, ang isang $XNUMX bilyon na planta ng ammonia ay itatayo gamit ang hydrogen na pinapagana ng renewable energy sources.

2. Isa sa mga visualization ng futuristic na Saudi na lungsod ng Neom.

Ang hydrogen ay kilala bilang isang malinis na panggatong na, kapag sinunog, ay walang nagagawa kundi singaw ng tubig. Madalas itong ipinakita bilang isang mahusay na mapagkukunan ng berdeng enerhiya. Gayunpaman, ang katotohanan ay medyo mas kumplikado. Ang kabuuang balanse ng mga emisyon ng hydrogen ay kasinglinis ng gasolina na ginamit upang makagawa nito. Isinasaalang-alang ang kabuuang balanse ng paglabas, ang mga uri ng gas tulad ng berdeng hydrogen, asul na hydrogen at grey hydrogen ay ibinubuga. Berdeng hydrogen ito ay ginawa gamit lamang ang renewable at carbon-free na mapagkukunan ng enerhiya. Ang gray hydrogen, ang pinakakaraniwang anyo ng hydrogen sa ekonomiya, ay ginawa mula sa fossil fuels, ibig sabihin na ang mga low-carbon hydrogen emissions ay higit na nababawasan ng proseso ng pagmamanupaktura. Ang asul na hydrogen ay ang pangalang ibinigay sa hydrogen na nagmula lamang sa natural na gas, na may mas mababang carbon dioxide emissions at mas malinis kaysa sa karamihan ng mga fossil fuel.

Ang ammonia ay isang kemikal na tambalan na naglalaman ng tatlong molekula ng hydrogen at isang molekula ng nitrogen. Sa ganitong diwa, ito ay "nag-iimbak" ng hydrogen at maaaring magamit bilang isang feedstock para sa produksyon ng "sustainable hydrogen". Ang ammonia mismo, tulad ng hydrogen, ay hindi naglalabas ng carbon dioxide kapag sinunog sa isang thermal power plant. Ang asul na kulay sa pangalan ay nangangahulugan na ito ay ginawa gamit ang natural na gas (at sa ilang mga kaso, karbon). Ito ay itinuturing na isang mas berdeng anyo ng produksyon ng enerhiya dahil din sa kakayahang kumuha at mag-sequester ng carbon dioxide (CCS) sa panahon ng proseso ng conversion. Hindi bababa sa iyon ang tinitiyak ng kumpanyang Aramco, na gumagawa ng ganoon.

Mula asul hanggang berde

Maraming mga eksperto ang naniniwala na ang pamamaraan na inilarawan sa itaas ay isang transisyonal na hakbang lamang, at ang layunin ay upang makamit ang mahusay na produksyon ng berdeng ammonia. Siyempre, ang isang ito ay hindi mag-iiba sa kemikal na komposisyon, tulad ng asul ay hindi naiiba sa kemikal na komposisyon mula sa anumang iba pang ammonia. Ang punto ay ang proseso ng produksyon ng berdeng bersyon ay gagawin ganap na walang emisyon at walang kinalaman sa fossil fuels. Ito ay maaaring, halimbawa, isang planta para sa produksyon ng renewable hydrogen, na pagkatapos ay na-convert sa ammonia para sa mas madaling imbakan at transportasyon.

Noong Disyembre 2018, isang ulat ang inilathala ng British Energy Transition Commission, "isang koalisyon ng mga pinuno ng negosyo, pinansyal at civil society mula sa iba't ibang industriya na gumagawa at gumagamit ng enerhiya." Posibleng Misyon. Ayon sa mga may-akda, ang kumpletong decarbonization ng ammonia sa pamamagitan ng 2050 ay teknikal at matipid na magagawa, ngunit ang asul na ammonia ay hindi mahalaga sa loob ng ilang dekada. Ito ay tuluyang mangingibabaw berdeng ammonia. Ito ay dahil sa mataas na halaga ng pagkuha ng huling 10-20% ng CO, sabi ng ulat.₂ sa proseso ng produksyon. Gayunpaman, itinuro ng ibang mga komentarista na ang mga hulang ito ay batay sa estado ng sining. Samantala, nagpapatuloy ang pananaliksik sa mga bagong pamamaraan para sa synthesis ng ammonia.

Halimbawa Matteo Masanti, isang inhinyero sa Casale SA (isang miyembro ng Ammonia Energy Association), ay nagpakita ng isang bagong patent na proseso para sa "pag-convert ng natural gas sa ammonia upang mabawasan ang mga emisyon ng COXNUMX".₂ sa kapaligiran hanggang sa 80% na may kaugnayan sa pinakamahusay na magagamit na mga teknolohiya". Sa madaling salita, iminumungkahi niyang palitan ang CDR (carbon dioxide removal) unit na ginamit upang makuha ang carbon dioxide mula sa mga maubos na gas pagkatapos ng pagkasunog gamit ang isang "pre-burn decarburization strategy".

Marami pang bagong ideya. Ang Amerikanong kumpanya na Monolith Materials ay nagmumungkahi ng "isang bagong prosesong elektrikal para sa pag-convert ng natural na gas sa carbon sa anyo ng soot at hydrogen na may mataas na kahusayan." Ang karbon ay hindi isang basura dito, ngunit isang sangkap na maaaring magkaroon ng anyo ng isang komersyal na mahalagang kalakal. Nais ng kumpanya na mag-imbak ng hydrogen hindi lamang sa anyo ng ammonia, kundi pati na rin, halimbawa, sa methanol. Mayroon ding eSMR, isang paraan na binuo ni Haldor Topsoe mula sa Denmark batay sa paggamit ng elektrisidad na nabuo mula sa renewable sources bilang karagdagang pinagmumulan ng init ng proseso sa yugto ng steam reforming ng methane sa produksyon ng hydrogen sa isang planta ng ammonia. Ang mga pinababang CO emissions ay hinuhulaan₂ para sa produksyon ng ammonia tungkol sa 30%.

Tulad ng alam mo, ang aming Orlen ay nakikibahagi din sa paggawa ng hydrogen. Nagsalita siya tungkol sa paggawa ng berdeng ammonia bilang isang imbakan ng enerhiya sa Polish Chemical Congress noong Setyembre 2020, i.e. ilang araw bago ang pag-alis ng nabanggit na transportasyon sa Japan, Jacek Mendelewski, board member ng Anwil mula sa grupong PKN Orlen. Sa katunayan, ito ay malamang asul na ammoniaayon sa klasipikasyon sa itaas. Hindi malinaw sa pahayag na ito na ang produktong ito ay ginawa na ng Anwil, ngunit maaari itong ipalagay na may mga plano sa Poland na gumawa ng hindi bababa sa asul na ammonia.