Yeni renklerde eski kimya
Eylül 2020'nin sonunda, dünyanın ilk mavi amonyak (1) Suudi Arabistan'dan Japonya'ya sevk edildi ve basında çıkan haberlere göre, karbondioksit emisyonu olmadan elektrik üretmek için elektrik santrallerinde kullanılacaktı. Deneyimsizler için bu biraz şifreli görünebilir. Yeni bir mucize yakıt var mı?
Suudi Aramco, nakliyenin arkasında üretildi hidrokarbon dönüşümü ile yakıt (yani petrol türevli ürünler) hidrojene ve ardından ürünü karbon dioksit yan ürününü yakalayarak amonyağa dönüştürür. Böylece amonyak, fosil yakıtlardan ziyade yenilenebilir kaynaklardan gelen "yeşil" hidrojenin aksine "mavi" hidrojen olarak da adlandırılan hidrojeni depolar. Ayrıca termik santrallerde yakıt olarak da yakılabilir, özellikle de karbondioksit emisyonu olmadan.
Neden saklamak daha iyidir amonyakta bağlı hidrojeni taşır sadece saf hidrojenden daha mı? Yeni teknolojiyi destekleyen yatırım bankası HSBC tarafından yapılan bir araştırmaya göre, "Amonyak sıvılaştırmak daha kolaydır - eksi 33 santigrat derecede yoğuşur - ve sıvılaştırılmış hidrojenden metreküp başına 1,7 kat daha fazla hidrojen içerir".
Suudi Arabistan, dünyanın en büyük petrol ihracatçısı, fosil yakıtlardan hidrojen çıkarmak ve ürünü amonyağa dönüştürmek için teknolojiye yatırım yapıyor. Amerikan şirketi Air Products & Chemicals Inc. yazın, Suudi şirketi ACWA Power International ve krallığın Kızıldeniz kıyısında inşa etmek istediği geleceğin fütüristik şehri Neom'un (2) inşasından sorumlu kuruluşlarla bir anlaşma imzaladı. Anlaşmaya göre, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalışan hidrojen kullanılarak XNUMX milyar dolarlık bir amonyak tesisi inşa edilecek.
2. Fütürist Suudi şehri Neom'un görselleştirmelerinden biri.
Hidrojen, yandığında su buharından başka bir şey üretmeyen temiz bir yakıt olarak bilinir. Genellikle büyük bir yeşil enerji kaynağı olarak sunulur. Ancak, gerçek biraz daha karmaşıktır. Hidrojen emisyonlarının genel dengesi, onu üretmek için kullanılan yakıt kadar temizdir. Toplam emisyon dengesi dikkate alındığında, yeşil hidrojen, mavi hidrojen ve gri hidrojen gibi gaz türleri yayılmaktadır. yeşil hidrojen sadece yenilenebilir ve karbonsuz enerji kaynakları kullanılarak üretilir. Ekonomideki en yaygın hidrojen biçimi olan gri hidrojen, fosil yakıtlardan üretilir; bu, düşük karbonlu hidrojen emisyonlarının üretim süreci tarafından büyük ölçüde dengelendiği anlamına gelir. Mavi hidrojen, yalnızca doğal gazdan elde edilen, karbondioksit emisyonu daha düşük olan ve çoğu fosil yakıttan daha temiz olan hidrojene verilen isimdir.
Amonyak, üç hidrojen molekülü ve bir azot molekülü içeren kimyasal bir bileşiktir. Bu anlamda hidrojeni "depolar" ve "sürdürülebilir hidrojen" üretimi için hammadde olarak kullanılabilir. Amonyak, hidrojen gibi, bir termik santralde yakıldığında karbondioksit salmaz. Adındaki mavi renk, doğal gaz (ve bazı durumlarda kömür) kullanılarak üretildiği anlamına gelir. Dönüşüm işlemi sırasında karbon dioksiti (CCS) yakalama ve tutma yeteneği nedeniyle de daha yeşil bir enerji üretimi biçimi olarak kabul edilir. En azından bu tür ürünleri üreten Aramco şirketi bunu garanti ediyor.
maviden yeşile
Birçok uzman, yukarıda açıklanan tekniğin yalnızca bir geçiş adımı olduğuna ve amacın verimli yeşil amonyak üretimi elde etmek olduğuna inanmaktadır. Tabii ki, bu kimyasal bileşimde farklı olmayacaktır, tıpkı mavinin kimyasal bileşimde diğer amonyaktan farklı olmaması gibi. Mesele şu ki, yeşil versiyonun üretim süreci tamamen emisyonsuz ve fosil yakıtlarla hiçbir ilgisi olmayacak. Bu, örneğin, daha kolay depolama ve nakliye için amonyağa dönüştürülen yenilenebilir hidrojen üretimi için bir tesis olabilir.
Aralık 2018'de, İngiliz Enerji Dönüşüm Komisyonu tarafından "enerji üreten ve kullanan sektörlerden iş dünyası, finans ve sivil toplum liderleri koalisyonu" adlı bir rapor yayınlandı. Görev Mümkün. Yazarlara göre, 2050 yılına kadar amonyağın tamamen karbondan arındırılması teknik ve ekonomik olarak mümkün, ancak mavi amonyağın birkaç on yıl içinde önemi kalmayacak. Sonunda hakim olacak yeşil amonyak. Rapora göre bu, CO'nun son %10-20'sini yakalamanın yüksek maliyetinden kaynaklanıyor.2 üretim sürecinde. Bununla birlikte, diğer yorumcular, bu tahminlerin en son teknolojiye dayandığına dikkat çekmiştir. Bu arada, amonyak sentezi için yeni yöntemler üzerine araştırmalar devam ediyor.
Örneğin Matteo MasantiCasale SA'da bir mühendis (Amonyak Enerji Derneği üyesi), "COXNUMX emisyonlarını azaltmak için doğal gazın amonyağa dönüştürülmesi" için yeni patentli bir süreç sundu.2 mevcut en iyi teknolojilere göre %80'e varan oranlarda atmosfere. Basitçe söylemek gerekirse, yanmadan sonra egzoz gazlarından karbon dioksiti yakalamak için kullanılan CDR (karbon dioksit giderme) ünitesini bir "yanma öncesi dekarbürizasyon stratejisi" ile değiştirmeyi teklif ediyor.
Başka birçok yeni fikir var. Amerikan şirketi Monolith Materials, "doğal gazı yüksek verimlilikle kurum ve hidrojen biçiminde karbona dönüştürmek için yeni bir elektrik işlemi" sunuyor. Kömür burada bir atık değil, ticari olarak değerli bir meta şeklini alabilen bir maddedir. Şirket, hidrojeni sadece amonyak şeklinde değil, örneğin metanolde de depolamak istiyor. Danimarka'dan Haldor Topsoe tarafından geliştirilen bir yöntem olan eSMR de vardır. yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektriğin kullanımı bir amonyak tesisinde hidrojen üretiminde metanın buharla yeniden dönüştürülmesi aşamasında ek bir işlem ısısı kaynağı olarak. Azaltılmış CO emisyonları tahmin ediliyor2 amonyak üretimi için yaklaşık %30.
Bildiğiniz gibi Orlen'imiz hidrojen üretimi de yapıyor. Eylül 2020'de Polonya Kimya Kongresi'nde bir enerji deposu olarak yeşil amonyak üretimi hakkında konuştu, yani. Japonya'ya yukarıda belirtilen nakliye hareketinden birkaç gün önce, Jacek Mendelewski, PKN Orlen grubundan Anwil'in yönetim kurulu üyesi. Aslında, muhtemelen mavi amonyakYukarıdaki sınıflandırmaya göre. Bu açıklamadan bu ürünün halihazırda Anwil tarafından üretildiği net değil, ancak Polonya'da en azından mavi amonyak üretme planları olduğu varsayılabilir.
