ท่ามกลางกระแสความคลั่งไคล้เรื่องจุดสูงสุดของการปล่อยคาร์บอนและความเป็นกลางทางคาร์บอนที่ดำเนินมายาวนานนับศตวรรษ ประเทศต่างๆ ทั่วโลกต่างมองหาเทคโนโลยีพลังงานรุ่นใหม่และพลังงานสีเขียวอย่างแข็งขันแอมโมเนียแอมโมเนียกำลังกลายเป็นจุดสนใจของทั่วโลกในปัจจุบัน เมื่อเทียบกับไฮโดรเจน แอมโมเนียกำลังขยายตัวจากภาคการเกษตรที่ใช้เป็นปุ๋ยแบบดั้งเดิมไปสู่ภาคพลังงาน เนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดในด้านการจัดเก็บและการขนส่ง

ฟาริอา ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยทเวนเตในเนเธอร์แลนด์ กล่าวว่า ด้วยราคาคาร์บอนที่เพิ่มสูงขึ้น แอมโมเนียสีเขียวอาจกลายเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่สำคัญที่สุดในอนาคต

แล้วแอมโมเนียสีเขียวคืออะไรกันแน่? สถานะการพัฒนาเป็นอย่างไร? มีสถานการณ์การใช้งานอะไรบ้าง? และคุ้มค่าทางเศรษฐกิจหรือไม่?

แอมโมเนียสีเขียวและสถานะการพัฒนา

ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับแอมโมเนียการผลิต ดังนั้น ตามปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่แตกต่างกันในกระบวนการผลิตไฮโดรเจน แอมโมเนียจึงสามารถจำแนกออกเป็น 4 ประเภทตามสีได้ดังนี้:

สีเทาแอมโมเนีย: ผลิตจากพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิม (ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน)

แอมโมเนียสีน้ำเงิน: ไฮโดรเจนดิบสกัดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ใช้เทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บคาร์บอนในกระบวนการกลั่น

แอมโมเนียสีเขียวอมฟ้า: กระบวนการไพโรไลซิสของมีเทนจะสลายมีเทนเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอน ไฮโดรเจนที่ได้ในกระบวนการนี้จะถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตแอมโมเนียโดยใช้พลังงานไฟฟ้าสีเขียว

แอมโมเนียสีเขียว: ไฟฟ้าสีเขียวที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ถูกนำมาใช้ในการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจน จากนั้นจึงสังเคราะห์แอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจนในอากาศ

เนื่องจากแอมโมเนียสีเขียวจะผลิตไนโตรเจนและน้ำหลังการเผาไหม้ และไม่ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนียสีเขียวจึงถือเป็นเชื้อเพลิง "ปลอดคาร์บอน" และเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่สำคัญแหล่งหนึ่งในอนาคต

สีเขียวทั่วโลกแอมโมเนียตลาดนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น จากมุมมองระดับโลก ขนาดตลาดแอมโมเนียสีเขียวอยู่ที่ประมาณ 36 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2021 และคาดว่าจะสูงถึง 5.48 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2030 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 74.8% ซึ่งมีศักยภาพสูงมาก บริษัท Yundao Capital คาดการณ์ว่าการผลิตแอมโมเนียสีเขียวทั่วโลกต่อปีจะเกิน 20 ล้านตันในปี 2030 และเกิน 560 ล้านตันในปี 2050 คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของการผลิตแอมโมเนียทั่วโลก

ณ เดือนกันยายน 2566 มีโครงการผลิตแอมโมเนียสีเขียวมากกว่า 60 โครงการทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตรวมที่วางแผนไว้มากกว่า 35 ล้านตันต่อปี โครงการแอมโมเนียสีเขียวในต่างประเทศส่วนใหญ่กระจายอยู่ในออสเตรเลีย อเมริกาใต้ ยุโรป และตะวันออกกลาง

นับตั้งแต่ปี 2024 อุตสาหกรรมแอมโมเนียสีเขียวในประเทศจีนได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว จากสถิติที่ไม่สมบูรณ์ พบว่าตั้งแต่ปี 2024 มีโครงการผลิตแอมโมเนียไฮโดรเจนสีเขียวมากกว่า 20 โครงการที่ได้รับการอนุมัติ บริษัทต่างๆ เช่น Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group เป็นต้น ได้ลงทุนเกือบ 200,000 ล้านหยวนในการส่งเสริมโครงการแอมโมเนียสีเขียว ซึ่งจะปลดปล่อยกำลังการผลิตแอมโมเนียสีเขียวจำนวนมหาศาลในอนาคต

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้แอมโมเนียสีเขียว

แอมโมเนียสีเขียวเป็นพลังงานสะอาดที่มีความเป็นไปได้ในการใช้งานที่หลากหลายในอนาคต นอกเหนือจากการใช้งานด้านเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมแล้ว ยังรวมถึงการผลิตไฟฟ้าแบบผสม การเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเรือเดินทะเล การตรึงคาร์บอน การกักเก็บไฮโดรเจน และสาขาอื่นๆ อีกด้วย

1. อุตสาหกรรมการขนส่งทางเรือ

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการขนส่งทางทะเลคิดเป็น 3% ถึง 4% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลก ในปี 2018 องค์การทางทะเลระหว่างประเทศ (IMO) ได้นำกลยุทธ์เบื้องต้นสำหรับการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมาใช้ โดยเสนอว่าภายในปี 2030 การปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการขนส่งทางทะเลทั่วโลกจะต้องลดลงอย่างน้อย 40% เมื่อเทียบกับปี 2008 และมุ่งมั่นที่จะลดลง 70% ภายในปี 2050 เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนและการกำจัดคาร์บอนในอุตสาหกรรมการขนส่งทางทะเล การใช้เชื้อเพลิงสะอาดแทนพลังงานฟอสซิลเป็นวิธีการทางเทคนิคที่มีแนวโน้มดีที่สุด

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปในอุตสาหกรรมการขนส่งทางทะเลว่า แอมโมเนียสีเขียวเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงหลักสำหรับการลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมการขนส่งทางทะเลในอนาคต

Lloyd's Register of Shipping เคยคาดการณ์ว่าระหว่างปี 2030 ถึง 2050 สัดส่วนของแอมโมเนียในฐานะเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งทางเรือจะเพิ่มขึ้นจาก 7% เป็น 20% แทนที่ก๊าซธรรมชาติเหลวและเชื้อเพลิงอื่นๆ กลายเป็นเชื้อเพลิงที่สำคัญที่สุดสำหรับการขนส่งทางเรือ

2. อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้า

แอมโมเนียการเผาไหม้ไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการเผาไหม้แบบผสมแอมโมเนียสามารถใช้โรงไฟฟ้าถ่านหินที่มีอยู่แล้วได้โดยไม่ต้องดัดแปลงตัวหม้อไอน้ำมากนัก นับเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโรงไฟฟ้าถ่านหิน

เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติและสำนักงานพลังงานแห่งชาติได้ออก “แผนปฏิบัติการเพื่อการเปลี่ยนแปลงและการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินคาร์บอนต่ำ (2024-2027)” ซึ่งเสนอว่า หลังจากเปลี่ยนแปลงและก่อสร้างแล้ว โรงไฟฟ้าถ่านหินควรมีความสามารถในการผสมแอมโมเนียสีเขียวมากกว่า 10% และลดระดับการบริโภคและการปล่อยก๊าซคาร์บอนลงอย่างมีนัยสำคัญ จะเห็นได้ว่าการผสมแอมโมเนียหรือแอมโมเนียบริสุทธิ์ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนเป็นทิศทางทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในด้านการผลิตไฟฟ้า

ญี่ปุ่นเป็นประเทศที่ส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงผสมแอมโมเนียอย่างมาก ในปี 2021 ญี่ปุ่นได้กำหนด "แผนงานเชื้อเพลิงแอมโมเนียของญี่ปุ่น ปี 2021-2050" และจะดำเนินการสาธิตและตรวจสอบการใช้เชื้อเพลิงผสมแอมโมเนีย 20% ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนให้แล้วเสร็จภายในปี 2025 เมื่อเทคโนโลยีการผสมแอมโมเนียพัฒนาขึ้น สัดส่วนนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 50% และภายในประมาณปี 2040 จะมีการสร้างโรงไฟฟ้าแอมโมเนียบริสุทธิ์ขึ้น

3. ตัวนำกักเก็บไฮโดรเจน

แอมโมเนียถูกใช้เป็นตัวนำพาไฮโดรเจน และจำเป็นต้องผ่านกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการสกัดไฮโดรเจนในรูปก๊าซกลับคืนมา กระบวนการแปลงแอมโมเนียเป็นไฮโดรเจนทั้งหมดนั้นมีความสมบูรณ์แล้ว

ปัจจุบัน มีวิธีการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนหลักๆ 6 วิธี ได้แก่ การจัดเก็บและขนส่งในถังแรงดันสูง การขนส่งก๊าซแรงดันสูงผ่านท่อ การจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำ การจัดเก็บและขนส่งสารอินทรีย์เหลว การจัดเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลว และการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนแข็งในรูปโลหะ ในบรรดาวิธีเหล่านี้ การจัดเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลวเป็นการสกัดไฮโดรเจนผ่านกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการเปลี่ยนกลับเป็นก๊าซ แอมโมเนียจะถูกทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ -33°C หรือ 1MPa ต้นทุนของการเติมไฮโดรเจน/การกำจัดไฮโดรเจนคิดเป็นมากกว่า 85% วิธีนี้ไม่ไวต่อระยะทางการขนส่ง และเหมาะสำหรับการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนจำนวนมากในระยะกลางและระยะไกล โดยเฉพาะการขนส่งทางทะเล นับเป็นหนึ่งในวิธีการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มดีที่สุดในอนาคต

4. วัตถุดิบเคมี

ในฐานะที่เป็นปุ๋ยไนโตรเจนสีเขียวที่มีศักยภาพ และเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับสารเคมีสีเขียวแอมโมเนียจะส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของห่วงโซ่อุตสาหกรรม “แอมโมเนียสีเขียว + ปุ๋ยสีเขียว” และ “สารเคมีแอมโมเนียสีเขียว” อย่างแข็งขัน

เมื่อเปรียบเทียบกับแอมโมเนียสังเคราะห์ที่ผลิตจากพลังงานฟอสซิล คาดว่าแอมโมเนียสีเขียวจะไม่สามารถแข่งขันได้อย่างมีประสิทธิภาพในฐานะวัตถุดิบทางเคมีก่อนปี 2035