Di tengah kegilaan selama satu abad terhadap puncak karbon dan netralitas karbon, negara-negara di seluruh dunia secara aktif mencari teknologi energi generasi berikutnya, dan energi hijau.amoniaBaru-baru ini, amonia menjadi pusat perhatian global. Dibandingkan dengan hidrogen, amonia berkembang dari bidang pupuk pertanian paling tradisional ke bidang energi karena keunggulannya yang nyata dalam penyimpanan dan transportasi.

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

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

Amonia hijau dan status perkembangannya

Hidrogen adalah bahan baku utama untukamoniaOleh karena itu, berdasarkan emisi karbon yang berbeda 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 dihasilkan dalam proses ini digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi amonia menggunakan listrik ramah lingkungan.

Amonia hijau: Listrik hijau yang dihasilkan oleh energi terbarukan seperti energi angin dan matahari digunakan untuk melakukan elektrolisis 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 amonia hijau 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 gabungan tahunan rata-rata sebesar 74,8%, yang memiliki potensi besar. Yundao Capital memperkirakan bahwa produksi amonia hijau tahunan global akan melampaui 20 juta ton pada tahun 2030 dan melampaui 560 juta ton pada tahun 2050, yang mencakup lebih dari 80% produksi amonia global.

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

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

Skenario aplikasi amonia hijau

Sebagai energi bersih, amonia hijau memiliki beragam skenario aplikasi di masa depan. Selain penggunaan pertanian dan industri tradisional, amonia hijau juga terutama mencakup pencampuran 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 (IMO) mengadopsi strategi awal untuk pengurangan emisi gas rumah kaca, yang mengusulkan bahwa pada tahun 2030, emisi karbon pelayaran global akan berkurang setidaknya 40% dibandingkan dengan tahun 2008, dan berupaya untuk menguranginya hingga 70% pada tahun 2050. Untuk mencapai pengurangan karbon dan dekarbonisasi dalam 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 dalam industri pelayaran di masa depan.

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

2. Industri pembangkit listrik

AmoniaPembakaran tidak menghasilkan CO2, dan pembakaran 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 15 Juli, Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional dan Badan Energi Nasional menerbitkan "Rencana Aksi untuk Transformasi dan Konstruksi Pembangkit Listrik Tenaga Batubara Rendah Karbon (2024-2027)". Rencana ini mengusulkan agar setelah transformasi dan konstruksi, unit pembangkit listrik tenaga batubara harus mampu mencampur lebih dari 10% amonia hijau dan membakar batubara. Tingkat konsumsi dan emisi karbon pun berkurang secara signifikan. Pencampuran amonia atau amonia murni dalam unit pembangkit listrik termal merupakan arahan teknis yang penting untuk mengurangi emisi karbon di bidang pembangkitan listrik.

Jepang merupakan salah satu negara yang gencar mengembangkan pembangkit listrik berbahan bakar amonia campuran. Jepang merumuskan "Peta Jalan Bahan Bakar Amonia Jepang 2021-2050" pada tahun 2021, dan akan menyelesaikan demonstrasi serta verifikasi penggunaan bahan bakar amonia campuran 20% pada pembangkit listrik termal pada tahun 2025; seiring dengan semakin matangnya teknologi campuran amonia, proporsi ini akan meningkat hingga lebih dari 50%; sekitar tahun 2040, pembangkit listrik berbahan bakar amonia murni akan dibangun.

3. Pembawa penyimpanan 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, terdapat enam metode utama penyimpanan dan transportasi hidrogen: penyimpanan dan transportasi tabung bertekanan tinggi, transportasi gas bertekanan pipa, penyimpanan dan transportasi hidrogen cair suhu rendah, penyimpanan dan transportasi organik cair, penyimpanan dan transportasi amonia cair, serta penyimpanan dan transportasi hidrogen padat logam. Di antaranya, penyimpanan dan transportasi amonia cair adalah ekstraksi hidrogen melalui sintesis amonia, pencairan, transportasi, dan regasifikasi. Amonia dicairkan pada suhu -33°C atau 1MPa. Biaya hidrogenasi/dehidrogenasi mencapai lebih dari 85%. Metode ini tidak sensitif terhadap jarak transportasi dan cocok untuk penyimpanan dan transportasi hidrogen curah jarak menengah dan jauh, terutama transportasi laut. Metode ini merupakan salah satu metode penyimpanan dan transportasi hidrogen yang paling menjanjikan di masa depan.

4. Bahan baku kimia

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

Dibandingkan dengan amonia sintetis yang terbuat dari energi fosil, amonia hijau diperkirakan tidak akan mampu membentuk daya saing yang efektif sebagai bahan baku kimia sebelum tahun 2035.