בטירוף של מאה שנים של שיא פחמן וניטרליות פחמן, מדינות ברחבי העולם מחפשות באופן פעיל את הדור הבא של טכנולוגיית אנרגיה, וירוקאַמוֹנִיָההופך למוקד תשומת הלב העולמית לאחרונה. בהשוואה למימן, האמוניה מתרחבת מתחום הדשן החקלאי המסורתי ביותר לתחום האנרגיה בשל יתרונותיה הברורים באחסון ושינוע.

פאריה, מומחה מאוניברסיטת טוונטה בהולנד, אמר שעם העלייה במחירי הפחמן, אמוניה ירוקה עשויה להיות המלך העתידי של הדלקים הנוזלים.

אז מה זה בעצם אמוניה ירוקה? מה מצב הפיתוח שלו? מהם תרחישי היישום? האם זה חסכוני?

אמוניה ירוקה ומצב הפיתוח שלה

מימן הוא חומר הגלם העיקרי עבוראַמוֹנִיָההֲפָקָה. לכן, בהתאם לפליטות הפחמן השונות בתהליך ייצור המימן, ניתן לסווג אמוניה גם לארבע הקטגוריות הבאות לפי צבע:

אָפוֹראַמוֹנִיָה: עשוי מאנרגיה מאובנים מסורתית (גז טבעי ופחם).

אמוניה כחולה: מימן גולמי מופק מדלקים מאובנים, אך בתהליך הזיקוק נעשה שימוש בטכנולוגיית לכידה ואחסון פחמן.

אמוניה כחולה-ירוקה: תהליך פירוליזה של מתאן מפרק את המתאן למימן ולפחמן. המימן המוחזר בתהליך משמש כחומר גלם לייצור אמוניה באמצעות חשמל ירוק.

אמוניה ירוקה: חשמל ירוק הנוצר על ידי אנרגיה מתחדשת כגון אנרגיית רוח ושמש משמש לאלקטרוליזה של מים להפקת מימן, ואז אמוניה מסונתזת מחנקן ומימן באוויר.

מכיוון שאמוניה ירוקה מייצרת חנקן ומים לאחר הבעירה, ואינה מייצרת פחמן דו חמצני, אמוניה ירוקה נחשבת לדלק "אפס פחמן" ואחד ממקורות האנרגיה הנקיים החשובים בעתיד.

הירוק העולמיאַמוֹנִיָההשוק עדיין בחיתוליו. מנקודת מבט גלובלית, גודל שוק האמוניה הירוקה הוא כ-36 מיליון דולר בשנת 2021 וצפוי להגיע ל-5.48 מיליארד דולר בשנת 2030, עם קצב גידול שנתי ממוצע של 74.8%, שיש לו פוטנציאל ניכר. Yundao Capital צופה כי הייצור השנתי העולמי של אמוניה ירוקה יעלה על 20 מיליון טון בשנת 2030 ותעלה על 560 מיליון טון בשנת 2050, המהווה יותר מ-80% מתוצרת האמוניה העולמית.

נכון לספטמבר 2023, יותר מ-60 פרויקטים של אמוניה ירוקה נפרסו ברחבי העולם, עם כושר ייצור מתוכנן כולל של יותר מ-35 מיליון טון בשנה. פרויקטים של אמוניה ירוקה בחו"ל מופצים בעיקר באוסטרליה, דרום אמריקה, אירופה והמזרח התיכון.

מאז 2024, תעשיית האמוניה הירוקה המקומית בסין התפתחה במהירות. על פי סטטיסטיקה חלקית, מאז 2024, יותר מ-20 פרויקטים של אמוניה מימן ירוק קודמו. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group וכו' השקיעו כמעט 200 מיליארד יואן בקידום פרויקטים של אמוניה ירוקה, שישחררו כמות גדולה של כושר ייצור אמוניה ירוקה בעתיד.

תרחישי יישום של אמוניה ירוקה

כאנרגיה נקייה, לאמוניה הירוקה יש מגוון תרחישי יישום בעתיד. בנוסף לשימושים חקלאיים ותעשייתיים מסורתיים, הוא כולל בעיקר מיזוג ייצור חשמל, משלוח דלק, קיבוע פחמן, אגירת מימן ותחומים נוספים.

1. תעשיית הספנות

פליטת פחמן דו חמצני מהספנות מהווה 3% עד 4% מפליטת הפחמן הדו חמצני העולמית. בשנת 2018, אימץ הארגון הימי הבינלאומי אסטרטגיה ראשונית להפחתת פליטת גזי חממה, והציע כי עד 2030, פליטת הפחמן העולמית של הספנות תפחת ב-40% לפחות בהשוואה לשנת 2008, ותשאיפה להפחית ב-70% עד 2050. כדי להשיג הפחתת פחמן ושחרור פחמן בתעשיית הספנות, דלקים נקיים המחליפים אנרגיה מאובנים הם האמצעי הטכני המבטיח ביותר.

מקובל לחשוב בתעשיית הספנות כי אמוניה ירוקה היא אחד הדלקים העיקריים להפחתת פחמן בתעשיית הספנות בעתיד.

Lloyd's Register of Shipping חזה פעם שבין 2030 ל-2050, שיעור האמוניה כדלק לספנות יגדל מ-7% ל-20%, ויחליף גז טבעי נוזלי ודלקים אחרים כדי להפוך לדלק השילוח החשוב ביותר.

2. תעשיית ייצור חשמל

אַמוֹנִיָהבעירה אינה מייצרת CO2, ושריפה מעורבת באמוניה יכולה לנצל מתקני תחנות כוח פחמיות קיימות ללא שינויים גדולים בגוף הדוד. זהו אמצעי יעיל להפחתת פליטת פחמן דו חמצני בתחנות כוח פחמיות.

ב-15 ביולי, הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה ומינהל האנרגיה הלאומי פרסמו את "תוכנית הפעולה לטרנספורמציה דלת פחמן ובניית כוח פחם (2024-2027)", שהציעה כי לאחר השינוי והבנייה, יחידות כוח פחם צריכות להיות היכולת למזג יותר מ-10% של אמוניה ירוקה ולשרוף פחם. רמות הצריכה ופליטת הפחמן מופחתות באופן משמעותי. ניתן לראות כי ערבוב אמוניה או אמוניה טהורה ביחידות כוח תרמיות הוא כיוון טכני חשוב להפחתת פליטת פחמן בתחום ייצור החשמל.

יפן היא מקדמת עיקרית של ייצור חשמל בעירה בשילוב אמוניה. יפן גיבשה את "מפת הדרכים של יפן אמוניה דלק 2021-2050" בשנת 2021, ותשלים את ההדגמה והאימות של 20% דלק אמוניה מעורבב בתחנות כוח תרמיות עד 2025; עם התבגרות הטכנולוגיה המעורבת באמוניה, שיעור זה יגדל ליותר מ-50%; בסביבות 2040 תוקם תחנת כוח אמוניה טהורה.

3. מנשא אחסון מימן

אמוניה משמשת כנושא אגירת מימן, וצריכה לעבור תהליכים של סינתזת אמוניה, נזילות, שינוע והפקה מחדש של מימן גזי. כל התהליך של המרת אמוניה-מימן בשל.

נכון להיום, קיימות שש דרכים עיקריות לאחסון והובלה של מימן: אחסון והובלה של גלילים בלחץ גבוה, הובלה בלחץ גז בצנרת, אחסון והובלה של מימן נוזלי בטמפרטורה נמוכה, אחסון והובלה אורגנית נוזלית, אחסון והובלה של אמוניה נוזלית ומתכת. אחסון והובלה של מימן מוצק. ביניהם, אחסון והובלה של אמוניה נוזלית היא הפקת מימן באמצעות סינתזת אמוניה, הנזלה, הובלה וגזיזה מחדש. אמוניה מוזלת ב-33 מעלות צלזיוס או 1MPa. עלות הידרוגנציה/דהידרוגנציה מהווה יותר מ-85%. הוא אינו רגיש למרחק הובלה ומתאים לאחסון והובלה למרחקים בינוניים וארוכים של מימן בתפזורת, במיוחד הובלה באוקיינוס. זוהי אחת הדרכים המבטיחות ביותר לאחסון ושינוע מימן בעתיד.

4. חומרי גלם כימיים

כדשן חנקן ירוק פוטנציאלי וחומר הגלם העיקרי לכימיקלים ירוקים, ירוקאַמוֹנִיָהיקדם מאוד את הפיתוח המהיר של רשתות התעשייה "אמוניה ירוקה + דשן ירוק" ו"כימיקלים אמוניה ירוקה".

בהשוואה לאמוניה סינתטית העשויה מאנרגיה מאובנים, צפוי כי אמוניה ירוקה לא תוכל ליצור תחרותיות יעילה כחומר גלם כימי לפני 2035.