ในช่วงศตวรรษของจุดสูงสุดของคาร์บอนและความเป็นกลางของคาร์บอน ประเทศต่างๆ ทั่วโลกต่างกระตือรือร้นมองหาเทคโนโลยีพลังงานยุคต่อไปและสีเขียวแอมโมเนียกำลังกลายเป็นจุดสนใจของทั่วโลกเมื่อเร็ว ๆ นี้ เมื่อเปรียบเทียบกับไฮโดรเจน แอมโมเนียกำลังขยายตัวจากแหล่งปุ๋ยทางการเกษตรแบบดั้งเดิมที่สุดไปสู่แหล่งพลังงาน เนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านการจัดเก็บและการขนส่ง

Faria ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัย Twente ในเนเธอร์แลนด์กล่าวว่าด้วยราคาคาร์บอนที่สูงขึ้น แอมโมเนียสีเขียวอาจเป็นราชาแห่งเชื้อเพลิงเหลวในอนาคต

แล้วแอมโมเนียสีเขียวคืออะไรกันแน่? สถานะการพัฒนาคืออะไร? สถานการณ์การใช้งานคืออะไร? มันประหยัดไหม?

แอมโมเนียสีเขียวและสถานะการพัฒนา

ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบหลักในการแอมโมเนียการผลิต. ดังนั้น ตามการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่แตกต่างกันในกระบวนการผลิตไฮโดรเจน แอมโมเนียจึงสามารถจำแนกได้เป็น 4 ประเภทตามสีดังต่อไปนี้:

สีเทาแอมโมเนีย: ผลิตจากพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิม (ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน)

แอมโมเนียสีน้ำเงิน: ไฮโดรเจนดิบถูกสกัดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ใช้เทคโนโลยีการจับและกักเก็บคาร์บอนในกระบวนการกลั่น

แอมโมเนียสีน้ำเงินแกมเขียว: กระบวนการไพโรไลซิสมีเทนจะสลายมีเทนให้เป็นไฮโดรเจนและคาร์บอน ไฮโดรเจนที่นำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการนี้จะถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตแอมโมเนียโดยใช้ไฟฟ้าสีเขียว

แอมโมเนียสีเขียว: ไฟฟ้าสีเขียวที่เกิดจากพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์ จะถูกใช้ในการอิเล็กโทรไลต์น้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน จากนั้นแอมโมเนียจะถูกสังเคราะห์จากไนโตรเจนและไฮโดรเจนในอากาศ

เนื่องจากแอมโมเนียสีเขียวผลิตไนโตรเจนและน้ำหลังการเผาไหม้ และไม่ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนียสีเขียวจึงถือเป็นเชื้อเพลิง "คาร์บอนเป็นศูนย์" และเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานสะอาดที่สำคัญในอนาคต

สีเขียวระดับโลกแอมโมเนียตลาดยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น จากมุมมองทั่วโลก ขนาดของตลาดแอมโมเนียสีเขียวอยู่ที่ประมาณ 36 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2564 และคาดว่าจะสูงถึง 5.48 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2573 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีที่ 74.8% ซึ่งมีศักยภาพอย่างมาก Yundao Capital คาดการณ์ว่าการผลิตแอมโมเนียสีเขียวทั่วโลกต่อปีจะเกิน 20 ล้านตันในปี 2573 และเกิน 560 ล้านตันในปี 2593 คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของการผลิตแอมโมเนียทั่วโลก

ณ เดือนกันยายน พ.ศ. 2566 มีการนำโครงการแอมโมเนียสีเขียวไปใช้งานแล้วกว่า 60 โครงการทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตตามแผนรวมมากกว่า 35 ล้านตันต่อปี โครงการแอมโมเนียสีเขียวในต่างประเทศส่วนใหญ่จำหน่ายในออสเตรเลีย อเมริกาใต้ ยุโรป และตะวันออกกลาง

ตั้งแต่ปี 2024 อุตสาหกรรมแอมโมเนียสีเขียวในประเทศในประเทศจีนมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว จากสถิติที่ไม่สมบูรณ์ ตั้งแต่ปี 2024 เป็นต้นมา มีการโปรโมตโครงการแอมโมเนียไฮโดรเจนสีเขียวมากกว่า 20 โครงการ Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group และอื่นๆ ได้ลงทุนเกือบ 2 แสนล้านหยวนในการส่งเสริมโครงการแอมโมเนียสีเขียว ซึ่งจะเปิดตัวกำลังการผลิตแอมโมเนียสีเขียวจำนวนมากในอนาคต

สถานการณ์การใช้งานของแอมโมเนียสีเขียว

ในฐานะพลังงานสะอาด แอมโมเนียสีเขียวมีรูปแบบการใช้งานที่หลากหลายในอนาคต นอกเหนือจากการใช้ทางการเกษตรและอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมแล้ว ยังรวมถึงการผสมการผลิตไฟฟ้า เชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง การตรึงคาร์บอน การจัดเก็บไฮโดรเจน และสาขาอื่นๆ เป็นหลัก

1. อุตสาหกรรมการขนส่ง

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการขนส่งคิดเป็น 3% ถึง 4% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลก ในปี พ.ศ. 2561 องค์การการเดินเรือระหว่างประเทศได้ใช้กลยุทธ์เบื้องต้นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเสนอว่าภายในปี 2573 การปล่อยก๊าซคาร์บอนในการขนส่งทั่วโลกจะลดลงอย่างน้อย 40% เมื่อเทียบกับปี 2551 และมุ่งมั่นที่จะลดลง 70% ภายในปี 2593 เพื่อ เพื่อให้บรรลุการลดคาร์บอนและการลดคาร์บอนในอุตสาหกรรมการขนส่ง เชื้อเพลิงสะอาดที่มาแทนที่พลังงานฟอสซิลถือเป็นวิธีการทางเทคนิคที่มีแนวโน้มมากที่สุด

โดยทั่วไปเชื่อกันในอุตสาหกรรมการขนส่งว่าแอมโมเนียสีเขียวเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงหลักในการลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมการขนส่งในอนาคต

Lloyd's Register of Shipping เคยคาดการณ์ไว้ว่าระหว่างปี 2030 ถึง 2050 สัดส่วนของแอมโมเนียที่เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งจะเพิ่มขึ้นจาก 7% เป็น 20% โดยแทนที่ก๊าซธรรมชาติเหลวและเชื้อเพลิงอื่นๆ เพื่อให้กลายเป็นเชื้อเพลิงการขนส่งที่สำคัญที่สุด

2. อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้า

แอมโมเนียการเผาไหม้ไม่ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ และการเผาไหม้ที่ผสมแอมโมเนียสามารถใช้โรงงานไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงที่มีอยู่ได้โดยไม่ต้องดัดแปลงตัวถังหม้อไอน้ำมากนัก เป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโรงไฟฟ้าถ่านหิน

เมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติและสำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติได้ออก “แผนปฏิบัติการเพื่อการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนต่ำและการก่อสร้างพลังงานถ่านหิน (พ.ศ. 2567-2570)” ซึ่งเสนอว่าหลังการเปลี่ยนแปลงและการก่อสร้างหน่วยไฟฟ้าถ่านหินควรมี ความสามารถในการผสมแอมโมเนียสีเขียวมากกว่า 10% และเผาถ่านหิน ระดับการบริโภคและการปล่อยก๊าซคาร์บอนลดลงอย่างมาก จะเห็นได้ว่าการผสมแอมโมเนียหรือแอมโมเนียบริสุทธิ์ในหน่วยพลังงานความร้อนเป็นทิศทางทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในด้านการผลิตไฟฟ้า

ญี่ปุ่นเป็นผู้สนับสนุนหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากการเผาไหม้แบบผสมแอมโมเนีย ญี่ปุ่นจัดทำ "แผนงานเชื้อเพลิงแอมโมเนียของญี่ปุ่นปี 2564-2593" ในปี 2564 และจะเสร็จสิ้นการสาธิตและตรวจสอบเชื้อเพลิงแอมโมเนียผสม 20% ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนภายในปี 2568 เมื่อเทคโนโลยีผสมแอมโมเนียเติบโตเต็มที่ สัดส่วนนี้จะเพิ่มขึ้นมากกว่า 50% ภายในปี 2583 โรงไฟฟ้าแอมโมเนียบริสุทธิ์จะถูกสร้างขึ้น

3. ตัวพากักเก็บไฮโดรเจน

แอมโมเนียถูกใช้เป็นตัวพากักเก็บไฮโดรเจน และจำเป็นต้องผ่านกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการสกัดไฮโดรเจนที่เป็นก๊าซอีกครั้ง กระบวนการทั้งหมดของการแปลงแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนนั้นครบกำหนดแล้ว

ปัจจุบันมีหกวิธีหลักในการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจน: การจัดเก็บและการขนส่งถังแรงดันสูง, การขนส่งด้วยแรงดันก๊าซทางท่อ, การจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำ, การจัดเก็บและขนส่งอินทรีย์ของเหลว, การจัดเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลว และโลหะ การจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง ในหมู่พวกเขา การจัดเก็บและขนส่งแอมโมเนียเหลวคือการสกัดไฮโดรเจนผ่านการสังเคราะห์แอมโมเนีย การทำให้เป็นของเหลว การขนส่ง และการเปลี่ยนสภาพเป็นแก๊ส แอมโมเนียจะถูกทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ -33°C หรือ 1MPa ต้นทุนของการเติมไฮโดรเจน/ดีไฮโดรจีเนชันมีมากกว่า 85% ไม่ไวต่อระยะทางในการขนส่ง และเหมาะสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งไฮโดรเจนปริมาณมากในระยะกลางและระยะไกล โดยเฉพาะการขนส่งทางทะเล ถือเป็นวิธีจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มมากที่สุดวิธีหนึ่งในอนาคต

4. วัตถุดิบเคมี

เป็นปุ๋ยไนโตรเจนสีเขียวที่มีศักยภาพและเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับสารเคมีสีเขียวสีเขียวแอมโมเนียจะส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของห่วงโซ่อุตสาหกรรม "แอมโมเนียสีเขียว + ปุ๋ยสีเขียว" และ "สารเคมีแอมโมเนียสีเขียว"

เมื่อเปรียบเทียบกับแอมโมเนียสังเคราะห์ที่ทำจากพลังงานฟอสซิล คาดว่าแอมโมเนียสีเขียวจะไม่สามารถสร้างความสามารถในการแข่งขันที่มีประสิทธิภาพในฐานะวัตถุดิบเคมีได้ก่อนปี 2578