Di tengah obsesi yang telah berlangsung selama seabad mengenai puncak emisi karbon dan netralitas karbon, negara-negara di seluruh dunia secara aktif mencari teknologi energi generasi berikutnya, dan solusi ramah lingkungan.amoniaAmonia belakangan ini menjadi fokus perhatian global. Dibandingkan dengan hidrogen, amonia berkembang dari bidang pupuk pertanian tradisional ke bidang energi karena keunggulannya yang jelas dalam penyimpanan dan transportasi.

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

Jadi, apa sebenarnya amonia hijau itu? Bagaimana status pengembangannya? Apa saja skenario aplikasinya? Apakah ekonomis?

Amonia hijau dan status perkembangannya

Hidrogen adalah bahan baku utama untukamoniaproduksi. Oleh karena itu, berdasarkan emisi karbon yang berbeda dalam proses produksi hidrogen, amonia juga dapat diklasifikasikan ke dalam empat kategori berikut berdasarkan warna:

Abu-abuamoniaDibuat dari energi fosil tradisional (gas alam dan batu bara).

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

Amonia biru kehijauan: Proses pirolisis metana menguraikan metana menjadi hidrogen dan karbon. Hidrogen yang diperoleh dalam proses tersebut digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan amonia menggunakan listrik ramah lingkungan.

Amonia hijau: Listrik hijau yang dihasilkan dari energi terbarukan seperti energi angin dan matahari digunakan untuk mengelektrolisis air guna 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 "nol karbon" dan salah satu sumber energi bersih yang penting di masa depan.

Hijau globalamoniaPasar ini masih dalam tahap awal. Dari perspektif global, ukuran pasar amonia hijau sekitar US$36 juta pada tahun 2021 dan diperkirakan akan mencapai US$5,48 miliar pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan majemuk tahunan rata-rata sebesar 74,8%, yang memiliki potensi yang cukup besar. Yundao Capital memprediksi bahwa produksi amonia hijau tahunan 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.

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

Sejak tahun 2024, industri amonia hijau domestik di Tiongkok telah berkembang pesat. Menurut statistik yang belum lengkap, sejak tahun 2024, lebih dari 20 proyek amonia hidrogen hijau telah dikembangkan. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, dan lain-lain telah menginvestasikan hampir 200 miliar yuan untuk mengembangkan proyek amonia hijau, yang akan melepaskan kapasitas produksi amonia hijau dalam jumlah besar di masa mendatang.

Skenario aplikasi amonia hijau

Sebagai energi bersih, amonia hijau memiliki berbagai skenario aplikasi di masa depan. Selain penggunaan pertanian dan industri tradisional, penggunaannya juga terutama mencakup pencampuran untuk pembangkit listrik, bahan bakar kapal, 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, yang mengusulkan bahwa pada tahun 2030, emisi karbon pelayaran global akan dikurangi setidaknya 40% dibandingkan dengan tahun 2008, dan berupaya untuk menguranginya hingga 70% pada tahun 2050. Untuk mencapai pengurangan karbon dan dekarbonisasi di industri pelayaran, bahan bakar bersih yang menggantikan energi fosil merupakan cara teknis yang paling menjanjikan.

Secara umum diyakini dalam industri pelayaran bahwa amonia hijau adalah salah satu bahan bakar utama untuk dekarbonisasi di industri pelayaran di masa depan.

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

2. Industri pembangkit listrik

AmoniaPembakaran dengan campuran amonia tidak menghasilkan CO2, dan dapat memanfaatkan fasilitas pembangkit listrik tenaga batubara yang sudah ada tanpa modifikasi besar pada badan boiler. Ini merupakan langkah efektif untuk mengurangi emisi karbon dioksida di pembangkit listrik tenaga batubara.

Pada tanggal 15 Juli, Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional dan Badan Energi Nasional mengeluarkan “Rencana Aksi Transformasi dan Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Batu Bara Rendah Karbon (2024-2027)”, yang mengusulkan bahwa setelah transformasi dan pembangunan, unit pembangkit listrik tenaga batu bara harus memiliki kemampuan untuk mencampur lebih dari 10% amonia hijau dan membakar batu bara. Konsumsi dan tingkat emisi karbon akan berkurang secara signifikan. Dapat dilihat bahwa pencampuran amonia atau amonia murni dalam unit pembangkit listrik tenaga termal merupakan arah teknis penting untuk pengurangan emisi karbon di bidang pembangkit listrik.

Jepang merupakan promotor utama pembangkit listrik tenaga pembakaran campuran amonia. Jepang merumuskan "Peta Jalan Bahan Bakar Amonia Jepang 2021-2050" pada tahun 2021, dan akan menyelesaikan demonstrasi dan verifikasi bahan bakar campuran amonia 20% di pembangkit listrik tenaga termal pada tahun 2025; seiring dengan kematangan teknologi campuran amonia, proporsi ini akan meningkat menjadi lebih dari 50%; sekitar tahun 2040, pembangkit listrik tenaga amonia murni akan dibangun.

3. Pembawa penyimpanan hidrogen

Amonia digunakan sebagai pembawa penyimpanan hidrogen, dan perlu melalui proses sintesis amonia, pencairan, transportasi, dan ekstraksi ulang hidrogen gas. Seluruh proses konversi amonia-hidrogen sudah matang.

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

4. Bahan baku kimia

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

Dibandingkan dengan amonia sintetis yang dibuat dari energi fosil, diperkirakan amonia hijau tidak akan mampu bersaing secara efektif sebagai bahan baku kimia sebelum tahun 2035.