ในกระแสความนิยมคาร์บอนสูงสุดและความเป็นกลางทางคาร์บอนที่ยาวนานนับศตวรรษ ประเทศต่างๆ ทั่วโลกต่างมองหาเทคโนโลยีพลังงานรุ่นต่อไปและสีเขียวอย่างจริงจังแอมโมเนียกำลังกลายเป็นจุดสนใจของทั่วโลกเมื่อเร็วๆ นี้ เมื่อเปรียบเทียบกับไฮโดรเจน แอมโมเนียกำลังขยายตัวจากแหล่งปุ๋ยทางการเกษตรแบบดั้งเดิมที่สุดไปสู่แหล่งพลังงาน เนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการจัดเก็บและขนส่ง

ฟาเรีย ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยทเวนเต้ในเนเธอร์แลนด์ กล่าวว่า เมื่อราคาคาร์บอนเพิ่มสูงขึ้น แอมโมเนียสีเขียวอาจกลายเป็นราชาแห่งเชื้อเพลิงเหลวในอนาคต

แล้วแอมโมเนียสีเขียวคืออะไรกันแน่? สถานะการพัฒนาเป็นอย่างไร? สถานการณ์การใช้งานเป็นอย่างไร? คุ้มค่าทางเศรษฐกิจหรือไม่?

แอมโมเนียเขียวและสถานะการพัฒนา

ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับแอมโมเนียการผลิต ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากปริมาณการปล่อยคาร์บอนที่แตกต่างกันในกระบวนการผลิตไฮโดรเจน แอมโมเนียจึงสามารถจำแนกตามสีได้เป็น 4 ประเภท ดังนี้

สีเทาแอมโมเนีย:ผลิตจากพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิม (ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน)

แอมโมเนียสีน้ำเงิน: ไฮโดรเจนดิบสกัดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ใช้เทคโนโลยีการจับและกักเก็บคาร์บอนในกระบวนการกลั่น

แอมโมเนียสีน้ำเงินแกมเขียว: กระบวนการไพโรไลซิสมีเทนจะสลายมีเทนให้เป็นไฮโดรเจนและคาร์บอน ไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการนี้จะถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตแอมโมเนียโดยใช้พลังงานไฟฟ้าสีเขียว

แอมโมเนียสีเขียว: พลังงานไฟฟ้าสีเขียวที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ใช้ในการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจน จากนั้นจึงสังเคราะห์แอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจนในอากาศ

เนื่องจากแอมโมเนียสีเขียวผลิตไนโตรเจนและน้ำหลังการเผาไหม้ และไม่ผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนียสีเขียวจึงถือเป็นเชื้อเพลิง “คาร์บอนเป็นศูนย์” และเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่สำคัญแหล่งหนึ่งในอนาคต

สีเขียวของโลกแอมโมเนียตลาดแอมโมเนียสีเขียวยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น จากมุมมองระดับโลก ขนาดของตลาดแอมโมเนียสีเขียวอยู่ที่ประมาณ 36 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2564 และคาดว่าจะสูงถึง 5.48 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2573 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 74.8% ซึ่งถือว่ามีศักยภาพสูง Yundao Capital คาดการณ์ว่าปริมาณการผลิตแอมโมเนียสีเขียวทั่วโลกจะเกิน 20 ล้านตันในปี 2573 และเกิน 560 ล้านตันในปี 2593 ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของปริมาณการผลิตแอมโมเนียทั่วโลก

ณ เดือนกันยายน พ.ศ. 2566 มีโครงการแอมโมเนียสีเขียวมากกว่า 60 โครงการทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตรวมที่วางแผนไว้มากกว่า 35 ล้านตันต่อปี โครงการแอมโมเนียสีเขียวในต่างประเทศส่วนใหญ่กระจายอยู่ในออสเตรเลีย อเมริกาใต้ ยุโรป และตะวันออกกลาง

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2567 อุตสาหกรรมแอมโมเนียสีเขียวภายในประเทศจีนได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว จากข้อมูลสถิติที่ยังไม่ครบถ้วน พบว่าตั้งแต่ปี พ.ศ. 2567 มีโครงการแอมโมเนียไฮโดรเจนสีเขียวมากกว่า 20 โครงการที่ได้รับการส่งเสริม Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group ฯลฯ ได้ลงทุนเกือบ 2 แสนล้านหยวนในการส่งเสริมโครงการแอมโมเนียสีเขียว ซึ่งจะช่วยปลดปล่อยกำลังการผลิตแอมโมเนียสีเขียวจำนวนมากในอนาคต

สถานการณ์การใช้งานของแอมโมเนียสีเขียว

ในฐานะพลังงานสะอาด แอมโมเนียสีเขียวมีรูปแบบการใช้งานที่หลากหลายในอนาคต นอกจากการใช้งานในภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมแล้ว แอมโมเนียสีเขียวยังครอบคลุมถึงการผลิตพลังงาน เชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง การตรึงคาร์บอน การกักเก็บไฮโดรเจน และสาขาอื่นๆ เป็นหลัก

1. อุตสาหกรรมการเดินเรือ

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเดินเรือคิดเป็น 3% ถึง 4% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลก ในปี พ.ศ. 2561 องค์การทางทะเลระหว่างประเทศได้กำหนดกลยุทธ์เบื้องต้นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเสนอว่าภายในปี พ.ศ. 2573 การปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการเดินเรือทั่วโลกจะลดลงอย่างน้อย 40% เมื่อเทียบกับปี พ.ศ. 2551 และมุ่งมั่นที่จะลดลง 70% ภายในปี พ.ศ. 2593 เพื่อให้บรรลุการลดคาร์บอนและการลดคาร์บอนในอุตสาหกรรมการเดินเรือ การใช้เชื้อเพลิงสะอาดทดแทนพลังงานฟอสซิลเป็นวิธีการทางเทคนิคที่มีแนวโน้มมากที่สุด

อุตสาหกรรมการขนส่งโดยทั่วไปเชื่อกันว่าแอมโมเนียสีเขียวเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงหลักในการลดคาร์บอนในอุตสาหกรรมการขนส่งในอนาคต

Lloyd's Register of Shipping เคยคาดการณ์ไว้ว่าระหว่างปี 2030 ถึง 2050 สัดส่วนของแอมโมเนียที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งจะเพิ่มขึ้นจาก 7% เป็น 20% ซึ่งจะเข้ามาแทนที่ก๊าซธรรมชาติเหลวและเชื้อเพลิงอื่นๆ และกลายเป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งที่สำคัญที่สุด

2. อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้า

แอมโมเนียการเผาไหม้ไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการเผาไหม้แบบผสมแอมโมเนียสามารถใช้กับโรงไฟฟ้าถ่านหินที่มีอยู่เดิมได้โดยไม่ต้องดัดแปลงตัวหม้อไอน้ำมากนัก นับเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโรงไฟฟ้าถ่านหิน

เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติ (NDRC) และสำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติ (NDRC) ได้ออก “แผนปฏิบัติการการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานคาร์บอนต่ำและการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน (พ.ศ. 2567-2570)” ซึ่งเสนอว่าหลังการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานคาร์บอนต่ำและการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินควรมีความสามารถในการผสมแอมโมเนียสีเขียวมากกว่า 10% และเผาถ่านหิน ส่งผลให้ระดับการใช้และการปล่อยก๊าซคาร์บอนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ จะเห็นได้ว่าการผสมแอมโมเนียหรือแอมโมเนียบริสุทธิ์ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนเป็นแนวทางทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในภาคการผลิตไฟฟ้า

ญี่ปุ่นเป็นประเทศผู้ส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงแอมโมเนียผสมที่สำคัญ ในปี พ.ศ. 2564 ญี่ปุ่นได้จัดทำ “แผนงานเชื้อเพลิงแอมโมเนียผสมญี่ปุ่น พ.ศ. 2564-2593” ขึ้น และจะดำเนินการสาธิตและตรวจสอบเชื้อเพลิงแอมโมเนียผสม 20% ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนให้แล้วเสร็จภายในปี พ.ศ. 2568 เมื่อเทคโนโลยีเชื้อเพลิงแอมโมเนียผสมพัฒนาจนสมบูรณ์ สัดส่วนนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 50% และภายในปี พ.ศ. 2583 โรงไฟฟ้าแอมโมเนียบริสุทธิ์จะถูกสร้างขึ้น

3. ตัวเก็บไฮโดรเจน

แอมโมเนียถูกใช้เป็นตัวพาไฮโดรเจน และต้องผ่านกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการสกัดไฮโดรเจนก๊าซซ้ำ กระบวนการเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไฮโดรเจนทั้งหมดได้พัฒนาจนสมบูรณ์แล้ว

ปัจจุบันมีวิธีการกักเก็บและขนส่งไฮโดรเจนหลัก 6 วิธี ได้แก่ การกักเก็บและขนส่งด้วยถังความดันสูง การขนส่งด้วยก๊าซอัดในท่อ การกักเก็บและขนส่งไฮโดรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำ การกักเก็บและขนส่งสารอินทรีย์เหลว การกักเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลว และการเก็บและขนส่งไฮโดรเจนโลหะแข็ง การเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลวคือการสกัดไฮโดรเจนผ่านการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ แอมโมเนียจะถูกทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ -33°C หรือ 1 MPa ต้นทุนของการไฮโดรจิเนชัน/ดีไฮโดรจิเนชันคิดเป็นมากกว่า 85% วิธีนี้ไม่ได้คำนึงถึงระยะทางในการขนส่ง และเหมาะสำหรับการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนปริมาณมากในระยะกลางและระยะไกล โดยเฉพาะการขนส่งทางทะเล ถือเป็นหนึ่งในวิธีการกักเก็บและขนส่งไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มมากที่สุดในอนาคต

4. วัตถุดิบเคมี

เป็นปุ๋ยไนโตรเจนสีเขียวที่มีศักยภาพและเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับสารเคมีสีเขียวแอมโมเนียจะส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของห่วงโซ่อุตสาหกรรม “แอมโมเนียเขียว + ปุ๋ยเขียว” และ “เคมีแอมโมเนียเขียว” อย่างเต็มที่

เมื่อเทียบกับแอมโมเนียสังเคราะห์ที่ผลิตจากพลังงานฟอสซิล คาดว่าแอมโมเนียสีเขียวจะไม่สามารถสร้างความสามารถในการแข่งขันที่มีประสิทธิภาพในฐานะวัตถุดิบทางเคมีได้ก่อนปี 2035