Παλιά χημεία σε νέα χρώματα
Στα τέλη Σεπτεμβρίου 2020, η πρώτη αποστολή στον κόσμο μπλε αμμωνίας (1), η οποία, σύμφωνα με δημοσιεύματα του Τύπου, επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, αναχώρησε από τη Σαουδική Αραβία για την Ιαπωνία. Για τους αμύητους, αυτό μπορεί να φαίνεται λίγο μυστήριο. Υπήρξε νέο θαυματουργό καύσιμο;
Η Saudi Aramco, η εταιρεία πίσω από αυτή τη μεταφορά, παρήγαγε καύσιμο με μετατροπή υδρογονανθράκων (δηλαδή προϊόντα που προέρχονται από το πετρέλαιο) σε υδρογόνο και στη συνέχεια μετατρέπουν το προϊόν σε αμμωνία, δεσμεύοντας το υποπροϊόν του διοξειδίου του άνθρακα. Έτσι, η αμμωνία αποθηκεύει το υδρογόνο, το οποίο ονομάζεται επίσης «μπλε» υδρογόνο, σε αντίθεση με το «πράσινο» υδρογόνο, το οποίο προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές και όχι από ορυκτά καύσιμα. Μπορεί επίσης να καεί ως καύσιμο σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, κάτι που είναι σημαντικό, χωρίς να εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα.
Γιατί είναι καλύτερο να αποθηκεύετε και μεταφέρει υδρογόνο δεσμευμένο στην αμμωνία παρά μόνο καθαρό υδρογόνο; «Η αμμωνία είναι πιο εύκολο να υγροποιηθεί - συμπυκνώνεται στους μείον 33 βαθμούς Κελσίου - και περιέχει 1,7 φορές περισσότερο υδρογόνο ανά κυβικό μέτρο από το υγροποιημένο υδρογόνο», λέει η επενδυτική τράπεζα HSBC σε μια μελέτη που υποστηρίζει τη νέα τεχνολογία.
Σαουδική Αραβία, ο μεγαλύτερος εξαγωγέας πετρελαίου στον κόσμο, επενδύει στην τεχνολογία εξαγωγής υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα και μετατροπής του προϊόντος σε αμμωνία. Η αμερικανική εταιρεία Air Products & Chemicals Inc. Το καλοκαίρι, υπέγραψαν συμφωνία με τη σαουδαραβική εταιρεία ACWA Power International και τους οργανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την κατασκευή της μελλοντικής φουτουριστικής πόλης Neom (2), την οποία το βασίλειο θέλει να χτίσει στην ακτή της Ερυθράς Θάλασσας. Σύμφωνα με τη συμφωνία, θα κατασκευαστεί μια μονάδα αμμωνίας με βάση το υδρογόνο XNUMX δισεκατομμυρίων δολαρίων που θα τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
2. Μία από τις απεικονίσεις της φουτουριστικής Σαουδικής πόλης Neom.
Το υδρογόνο είναι γνωστό ότι είναι ένα καθαρό καύσιμο που δεν παράγει παρά μόνο υδρατμούς όταν καίγεται. Συχνά παρουσιάζεται ως μια εξαιρετική πηγή πράσινης ενέργειας. Ωστόσο, η πραγματικότητα είναι λίγο πιο περίπλοκη. Το συνολικό ισοζύγιο των εκπομπών υδρογόνου είναι τόσο καθαρό όσο το καύσιμο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του. Λαμβάνοντας υπόψη το συνολικό ισοζύγιο εκπομπών, διακρίνονται τύποι αερίων όπως το πράσινο υδρογόνο, το μπλε υδρογόνο και το γκρι υδρογόνο. Πράσινο υδρογόνο παράγεται χρησιμοποιώντας μόνο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και χωρίς άνθρακα. Το γκρίζο υδρογόνο, η πιο κοινή μορφή υδρογόνου στην οικονομία, παράγεται από ορυκτά καύσιμα, που σημαίνει ότι οι εκπομπές υδρογόνου με χαμηλές εκπομπές άνθρακα αντισταθμίζονται σε μεγάλο βαθμό από τη διαδικασία παραγωγής. Το μπλε υδρογόνο ονομάζεται υδρογόνο που παράγεται μόνο από φυσικό αέριο, το οποίο έχει χαμηλότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και είναι καθαρότερο από τα περισσότερα ορυκτά καύσιμα.
Η αμμωνία είναι μια χημική ένωση που περιέχει τρία μόρια υδρογόνου και ένα μόριο αζώτου. Με αυτή την έννοια, «αποθηκεύει» υδρογόνο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη για την παραγωγή «αειφόρου υδρογόνου». Η ίδια η αμμωνία, όπως και το υδρογόνο, δεν εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα όταν καίγεται σε θερμοηλεκτρικό σταθμό. Το μπλε χρώμα στο όνομα σημαίνει ότι παράγεται με φυσικό αέριο (και σε ορισμένες περιπτώσεις άνθρακα). Θεωρείται μια πιο πράσινη μορφή παραγωγής ενέργειας και λόγω της ικανότητας δέσμευσης και δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα (CCS) κατά τη διαδικασία μετατροπής. Τουλάχιστον αυτό λέει η Aramco, η εταιρεία που τα παράγει.
Από μπλε σε πράσινο
Πολλοί ειδικοί πιστεύουν ότι η μέθοδος που περιγράφεται παραπάνω είναι μόνο ένα μεταβατικό στάδιο και ο στόχος είναι να επιτευχθεί αποτελεσματική παραγωγή πράσινης αμμωνίας. Φυσικά, αυτό δεν θα διαφέρει στη χημική σύσταση, όπως το μπλε δεν διαφέρει σε χημική σύσταση από καμία άλλη αμμωνία. Το απλό γεγονός είναι ότι η διαδικασία παραγωγής για την πράσινη έκδοση θα είναι εντελώς χωρίς εκπομπές και δεν θα έχει καμία σχέση με τα ορυκτά καύσιμα. Αυτό θα μπορούσε να είναι, για παράδειγμα, ένα εργοστάσιο που παράγει ανανεώσιμο υδρογόνο, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε αμμωνία για ευκολότερη αποθήκευση και μεταφορά.
Τον Δεκέμβριο του 2018, δημοσιεύθηκε μια έκθεση από την Επιτροπή Ενεργειακής Μετάβασης του Ηνωμένου Βασιλείου, «έναν συνασπισμό επιχειρηματικών, οικονομικών και ηγετών της κοινωνίας των πολιτών από όλες τις βιομηχανίες που παράγουν και χρησιμοποιούν ενέργεια». Αποστολή Πιθανή. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η πλήρης απανθρακοποίηση της αμμωνίας έως το 2050 είναι τεχνικά και οικονομικά εφικτή, αλλά η μπλε αμμωνία θα είναι άσχετη σε μερικές δεκαετίες. Θα κυριαρχήσει τελικά πράσινη αμμωνία. Αυτό οφείλεται στο υψηλό κόστος της δέσμευσης του τελευταίου 10-20% του CO, αναφέρει η έκθεση.2 στην παραγωγική διαδικασία. Ωστόσο, άλλοι σχολιαστές ανέφεραν ότι αυτές οι προβλέψεις βασίζονται στην κατάσταση της τέχνης. Εν τω μεταξύ, η έρευνα για νέες μεθόδους για τη σύνθεση αμμωνίας συνεχίζεται.
Για παράδειγμα Ματέο Μασάντι, μηχανικός στην Casale SA (μέλος του Ammonia Energy Association), παρουσίασε μια πρόσφατα κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία για «μετατροπή φυσικού αερίου σε αμμωνία με μείωση των εκπομπών COXNUMX».2 στην ατμόσφαιρα έως και 80% σε σχέση με τις καλύτερες διαθέσιμες τεχνολογίες». Με απλά λόγια, προτείνει την αντικατάσταση της μονάδας CDR (αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα) που χρησιμοποιείται για τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από τα καυσαέρια μετά την καύση με μια «στρατηγική απανθρακοποίησης πριν από την καύση».
Υπάρχουν πολλές άλλες νέες ιδέες. Η αμερικανική εταιρεία Monolith Materials προσφέρει «μια νέα ηλεκτρική διαδικασία για τη μετατροπή του φυσικού αερίου σε άνθρακα με τη μορφή αιθάλης και υδρογόνου με υψηλή απόδοση». Ο άνθρακας δεν είναι ένα απόβλητο προϊόν, αλλά μια ουσία που μπορεί να λάβει τη μορφή ενός εμπορικά πολύτιμου εμπορεύματος. Η εταιρεία θέλει να αποθηκεύει υδρογόνο όχι μόνο με τη μορφή αμμωνίας, αλλά και, για παράδειγμα, σε μεθανόλη. Υπάρχει επίσης το eSMR, μια μέθοδος που αναπτύχθηκε από τον Haldor Topsoe της Δανίας, με βάση χρήση ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ως πρόσθετη πηγή θερμότητας διεργασίας στο στάδιο της αναμόρφωσης μεθανίου με ατμό κατά την παραγωγή υδρογόνου σε μια μονάδα αμμωνίας. Προβλεπόμενη μείωση των εκπομπών CO2 για την παραγωγή αμμωνίας περίπου 30%.
Όπως γνωρίζετε, το Orlen μας ασχολείται επίσης με την παραγωγή υδρογόνου. Μίλησε για την παραγωγή πράσινης αμμωνίας ως συσκευή αποθήκευσης ενέργειας στο Πολωνικό Συνέδριο Χημικών τον Σεπτέμβριο του 2020, δηλ. λίγες μέρες πριν από την αναχώρηση της προαναφερόμενης μεταφοράς προς την Ιαπωνία, Γιάτσεκ Μεντελέφσκι, μέλος του διοικητικού συμβουλίου της Anwil από τον όμιλο PKN Orlen. Στην πραγματικότητα, μάλλον επρόκειτο για μπλε αμμωνίασύμφωνα με την ταξινόμηση που περιγράφεται παραπάνω. Δεν είναι σαφές από αυτή τη δήλωση ότι αυτό το προϊόν παράγεται ήδη από την Anwil, αλλά μπορεί να υποτεθεί ότι υπάρχουν σχέδια για παραγωγή τουλάχιστον μπλε αμμωνίας στην Πολωνία.
