Di tengah hiruk pikuk puncak karbon dan netralitas karbon yang telah berlangsung selama satu abad, negara-negara di seluruh dunia secara aktif mencari teknologi energi generasi berikutnya, dan ramah lingkungan.amoniamenjadi fokus perhatian global akhir-akhir ini. Dibandingkan dengan hidrogen, amonia berkembang dari bidang pupuk pertanian tradisional ke bidang energi karena keunggulannya dalam penyimpanan dan transportasi.

Faria, pakar di Universitas Twente di Belanda, mengatakan bahwa dengan kenaikan harga karbon, amonia hijau mungkin menjadi raja bahan bakar cair di masa depan.

Jadi, apa sebenarnya amonia hijau itu? Bagaimana status perkembangannya? Apa saja skenario penerapannya? Apakah itu ekonomis?

Amonia hijau dan status perkembangannya

Hidrogen adalah bahan baku utamaamoniaproduksi. Oleh karena itu, menurut perbedaan emisi karbon dalam proses produksi hidrogen, amonia juga dapat diklasifikasikan ke dalam empat kategori berikut berdasarkan warna:

Abu-abuamonia: Terbuat dari energi fosil tradisional (gas alam dan batu bara).

Amonia biru: Hidrogen mentah diekstraksi dari bahan bakar fosil, tetapi teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon digunakan dalam proses pemurnian.

Amonia biru-hijau: Proses pirolisis metana menguraikan metana menjadi hidrogen dan karbon. Hidrogen yang diperoleh kembali dalam proses tersebut digunakan sebagai bahan mentah untuk memproduksi amonia menggunakan listrik ramah lingkungan.

Amonia hijau: Listrik ramah lingkungan yang dihasilkan oleh energi terbarukan seperti energi angin dan matahari digunakan untuk mengelektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen, dan kemudian amonia disintesis dari nitrogen dan hidrogen di udara.

Karena amonia hijau menghasilkan nitrogen dan air setelah pembakaran, dan tidak menghasilkan karbon dioksida, amonia hijau dianggap sebagai bahan bakar “tanpa karbon” dan salah satu sumber energi bersih yang penting di masa depan.

Hijau globalamoniapasar masih dalam tahap awal. Dari perspektif global, ukuran pasar amonia hijau adalah sekitar US$36 juta pada tahun 2021 dan diperkirakan akan mencapai US$5,48 miliar pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan gabungan tahunan rata-rata sebesar 74,8%, yang memiliki potensi besar. Yundao Capital memperkirakan bahwa produksi tahunan amonia hijau global akan melebihi 20 juta ton pada tahun 2030 dan melebihi 560 juta ton pada tahun 2050, yang mencakup lebih dari 80% produksi amonia global.

Pada September 2023, lebih dari 60 proyek amonia ramah lingkungan telah dilaksanakan di seluruh dunia, dengan total kapasitas produksi yang direncanakan lebih dari 35 juta ton/tahun. Proyek amonia ramah lingkungan di luar negeri sebagian besar didistribusikan di Australia, Amerika Selatan, Eropa, dan Timur Tengah.

Sejak tahun 2024, industri amonia hijau dalam negeri di Tiongkok telah berkembang pesat. Menurut statistik yang tidak lengkap, sejak tahun 2024, lebih dari 20 proyek hidrogen amonia ramah lingkungan telah dipromosikan. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, dll. telah menginvestasikan hampir 200 miliar yuan dalam mempromosikan proyek amonia ramah lingkungan, yang akan melepaskan sejumlah besar kapasitas produksi amonia ramah lingkungan di masa depan.

Skenario penerapan amonia hijau

Sebagai energi bersih, amonia hijau memiliki beragam skenario penerapan di masa depan. Selain penggunaan pertanian dan industri tradisional, bidang ini juga mencakup pencampuran pembangkit listrik, pengiriman bahan bakar, fiksasi karbon, penyimpanan hidrogen, dan bidang lainnya.

1. Industri pelayaran

Emisi karbon dioksida dari pelayaran menyumbang 3% hingga 4% dari emisi karbon dioksida global. Pada tahun 2018, Organisasi Maritim Internasional mengadopsi strategi awal untuk pengurangan emisi gas rumah kaca, mengusulkan bahwa pada tahun 2030, emisi karbon pelayaran global akan berkurang setidaknya 40% dibandingkan tahun 2008, dan berupaya untuk mengurangi sebesar 70% pada tahun 2050. untuk mencapai pengurangan karbon dan dekarbonisasi di industri pelayaran, bahan bakar ramah lingkungan menggantikan energi fosil adalah cara teknis yang paling menjanjikan.

Industri pelayaran secara umum percaya bahwa amonia hijau adalah salah satu bahan bakar utama untuk dekarbonisasi industri pelayaran di masa depan.

Lloyd's Register of Shipping pernah memperkirakan bahwa antara tahun 2030 dan 2050, proporsi amonia sebagai bahan bakar pelayaran akan meningkat dari 7% menjadi 20%, menggantikan gas alam cair dan bahan bakar lainnya menjadi bahan bakar pelayaran yang paling penting.

2. Industri pembangkit listrik

Amoniapembakaran tidak menghasilkan CO2, dan pembakaran dengan campuran amonia dapat memanfaatkan fasilitas pembangkit listrik tenaga batu bara yang ada tanpa modifikasi besar pada badan boiler. Hal ini merupakan langkah efektif untuk mengurangi emisi karbon dioksida di pembangkit listrik tenaga batu bara.

Pada tanggal 15 Juli, Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional dan Badan Energi Nasional mengeluarkan “Rencana Aksi Transformasi Rendah Karbon dan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Batubara (2024-2027)”, yang mengusulkan bahwa setelah transformasi dan konstruksi, unit pembangkit listrik tenaga batu bara harus memiliki kemampuan untuk memadukan lebih dari 10% amonia hijau dan membakar batu bara. Tingkat konsumsi dan emisi karbon berkurang secara signifikan. Terlihat bahwa pencampuran amonia atau amonia murni pada unit pembangkit listrik termal merupakan arahan teknis yang penting untuk pengurangan emisi karbon di bidang pembangkit listrik.

Jepang merupakan negara pendukung utama pembangkit listrik berbahan bakar campuran amonia. Jepang merumuskan “Peta Jalan Bahan Bakar Amoniak Jepang 2021-2050” pada tahun 2021, dan akan menyelesaikan demonstrasi dan verifikasi 20% bahan bakar amonia campuran di pembangkit listrik tenaga panas pada tahun 2025; seiring dengan semakin matangnya teknologi campuran amonia, proporsi ini akan meningkat hingga lebih dari 50%; sekitar tahun 2040, pembangkit listrik amonia murni akan dibangun.

3. Pembawa penyimpan hidrogen

Amonia digunakan sebagai pembawa penyimpan hidrogen, dan perlu melalui proses sintesis amonia, pencairan, pengangkutan, dan ekstraksi ulang gas hidrogen. Seluruh proses konversi amonia-hidrogen telah matang.

Saat ini, ada enam cara utama penyimpanan dan pengangkutan hidrogen: penyimpanan dan pengangkutan silinder bertekanan tinggi, pengangkutan bertekanan gas melalui pipa, penyimpanan dan pengangkutan hidrogen cair suhu rendah, penyimpanan dan pengangkutan organik cair, penyimpanan dan pengangkutan amonia cair, dan logam. penyimpanan dan transportasi hidrogen padat. Diantaranya, penyimpanan dan pengangkutan amonia cair adalah mengekstraksi hidrogen melalui sintesis amonia, pencairan, pengangkutan, dan regasifikasi. Amonia dicairkan pada suhu -33°C atau 1MPa. Biaya hidrogenasi/dehidrogenasi mencapai lebih dari 85%. Ini tidak sensitif terhadap jarak transportasi dan cocok untuk penyimpanan jarak menengah dan jauh serta transportasi hidrogen curah, terutama transportasi laut. Ini adalah salah satu cara penyimpanan dan transportasi hidrogen yang paling menjanjikan di masa depan.

4. Bahan baku kimia

Sebagai pupuk nitrogen hijau yang potensial dan bahan baku utama bahan kimia hijau, hijauamoniaakan sangat mendorong perkembangan pesat rantai industri “amonia hijau + pupuk hijau” dan “bahan kimia amonia hijau”.

Dibandingkan dengan amonia sintetik berbahan bakar fosil, amonia hijau diperkirakan belum mampu membentuk daya saing efektif sebagai bahan baku kimia sebelum tahun 2035.