Стара хемија у новим бојама

Крајем септембра 2020. из Саудијске Арабије у Јапан је испоручен први на свету плави амонијак (1), који је, према извештајима штампе, требало да се користи у електранама за производњу електричне енергије без емисије угљен-диоксида. Неупућенима ово може изгледати помало загонетно. Постоји ли ново чудесно гориво?

Сауди Арамцо, иза транспорта, производи горива конверзијом угљоводоника (тј. производи добијени из нафте) у водоник, а затим претварају производ у амонијак, хватајући нуспроизвод угљен-диоксида. Дакле, амонијак складишти водоник, који се такође назива "плавим" водоником, за разлику од "зеленог" водоника, који долази из обновљивих извора, а не из фосилних горива. Такође се може сагоревати као гориво у термоелектранама, што је важно без емисије угљен-диоксида.

Зашто је боље чувати преноси водоник везан у амонијаку него само чисти водоник? „Амонијак је лакше растопити у течност — кондензује се на минус 33 степена Целзијуса — и садржи 1,7 пута више водоника по кубном метру од течног водоника“, наводи се у студији инвестиционе банке ХСБЦ која подржава нову технологију.

Саудијска Арабија, највећи светски извозник нафте, улаже у технологију за издвајање водоника из фосилних горива и претварање производа у амонијак. Америчка компанија Аир Продуцтс & Цхемицалс Инц. у лето потписали уговор са саудијском компанијом АЦВА Повер Интернатионал и организацијама одговорним за изградњу будућег футуристичког града Неома (2), који краљевство жели да изгради на обали Црвеног мора. Према споразуму, фабрика амонијака вредна XNUMX милијарди долара биће изграђена коришћењем водоника који се покреће из обновљивих извора енергије.

2. Једна од визуализација футуристичког саудијског града Неома.

Познато је да је водоник чисто гориво које, када се сагоре, не производи ништа осим водене паре. Често се представља као одличан извор зелене енергије. Међутим, стварност је мало компликованија. Укупна равнотежа емисија водоника је чиста колико и гориво које се користи за његову производњу. Узимајући у обзир укупни емисиони биланс, емитују се врсте гасова као што су зелени водоник, плави водоник и сиви водоник. Зелени водоник производи се користећи само обновљиве изворе енергије без угљеника. Сиви водоник, најчешћи облик водоника у привреди, производи се из фосилних горива, што значи да се емисије водоника са ниским садржајем угљеника у великој мери надокнађују производним процесом. Плави водоник је назив за водоник који се добија само из природног гаса, који има мање емисије угљен-диоксида и чистији је од већине фосилних горива.

Амонијак је хемијско једињење које садржи три молекула водоника и један молекул азота. У том смислу, он „чува“ водоник и може се користити као сировина за производњу „одрживог водоника“. Сам амонијак, као и водоник, не емитује угљен-диоксид када се сагорева у термоелектрани. Плава боја у називу значи да се производи коришћењем природног гаса (а у неким случајевима и угља). Сматра се зеленијим обликом производње енергије и због способности да ухвати и секвестрира угљен-диоксид (ЦЦС) током процеса конверзије. Барем тако уверавају компанија Арамцо која их производи.

Од плаве до зелене

Многи стручњаци сматрају да је горе описана техника само прелазни корак, а циљ је постизање ефикасне производње зеленог амонијака. Наравно, овај се неће разликовати по хемијском саставу, као што се плава не разликује по хемијском саставу од било ког другог амонијака. Поента је једноставно да ће процес производње зелене верзије потпуно без емисија и неће имати никакве везе са фосилним горивима. То би могло да буде, на пример, постројење за производњу обновљивог водоника, који се потом претвара у амонијак ради лакшег складиштења и транспорта.

У децембру 2018. године, британска комисија за енергетску транзицију објавила је извештај, „коалиција пословних, финансијских и лидера цивилног друштва из читавих индустрија које производе и користе енергију“. Миссион Поссибле. Према ауторима, потпуна декарбонизација амонијака до 2050. године је технички и економски изводљива, али плави амонијак неће бити важан за неколико деценија. На крају ће доминирати зелени амонијак. То је због високих трошкова хватања последњих 10-20% ЦО, каже се у извештају.₂ у процесу производње. Међутим, други коментатори су истакли да су ова предвиђања заснована на стању технике. У међувремену, истраживања нових метода за синтезу амонијака се настављају.

На пример Маттео Масанти, инжењер у Цасале СА (члан Удружења за енергију амонијака), представио је нови патентирани процес за „претварање природног гаса у амонијак ради смањења емисије ЦОXNUMX“.₂ у атмосферу до 80% у односу на најбоље доступне технологије”. Једноставно речено, он предлаже да се ЦДР (уклањање угљен-диоксида) јединица која се користи за хватање угљен-диоксида из издувних гасова након сагоревања замени „стратегијом декарбонизације пре сагоревања”.

Постоји много других нових идеја. Америчка компанија Монолитх Материалс предлаже „нови електрични процес за претварање природног гаса у угљеник у облику чађи и водоника са високом ефикасношћу“. Угаљ овде није отпад, већ супстанца која може имати облик комерцијално вредне робе. Компанија жели да складишти водоник не само у облику амонијака, већ и, на пример, у метанолу. Постоји и еСМР, метода коју је развио Халдор Топсое из Данске на основу коришћење електричне енергије произведене из обновљивих извора као додатни извор процесне топлоте у фази парног реформисања метана у производњи водоника у фабрици амонијака. Предвиђене су смањене емисије ЦО₂ за производњу амонијака око 30%.

Као што знате, наш Орлен се бави и производњом водоника. О производњи зеленог амонијака као складишта енергије говорио је на пољском хемијском конгресу у септембру 2020. године, тј. неколико дана пре поласка поменутог превоза за Јапан, Јацек Менделевски, члан одбора Анвила из групе ПКН Орлен. У ствари, вероватно је и било плави амонијакпрема горњој класификацији. Из ове изјаве није јасно да овај производ већ производи Анвил, али се може претпоставити да у Пољској постоје планови за производњу најмање плавог амонијака.