בשיגעון בן מאה השנים של שיא פחמן ונייטרליות פחמן, מדינות ברחבי העולם מחפשות באופן פעיל את הדור הבא של טכנולוגיית אנרגיה וירוקה.אַמוֹנִיָההופך לאחרונה למוקד תשומת הלב העולמית. בהשוואה למימן, אמוניה מתרחבת מתחום הדשנים החקלאי המסורתי ביותר לתחום האנרגיה בשל יתרונותיה הברורים באחסון ובהובלה.

פאריה, מומחה מאוניברסיטת טוונטה בהולנד, אמר כי עם עליית מחירי הפחמן, אמוניה ירוקה עשויה להיות מלך הדלקים הנוזליים העתידי.

אז מהי בעצם אמוניה ירוקה? מה סטטוס הפיתוח שלה? מהם תרחישי היישום? האם היא חסכונית?

אמוניה ירוקה ומצב התפתחותה

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

אָפוֹראַמוֹנִיָהמיוצר מאנרגיה מאובנים מסורתית (גז טבעי ופחם).

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

אמוניה כחולה-ירוקה: תהליך פירוליזה של מתאן מפרק מתאן למימן ופחמן. המימן המתקבל בתהליך משמש כחומר גלם לייצור אמוניה באמצעות חשמל ירוק.

אמוניה ירוקה: חשמל ירוק המופק מאנרגיה מתחדשת כמו אנרגיית רוח ואנרגיית שמש משמש לאלקטרוליזה של מים לייצור מימן, ולאחר מכן אמוניה מסונתזת מחנקן ומימן באוויר.

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

הירוק העולמיאַמוֹנִיָההשוק עדיין בחיתוליו. מנקודת מבט עולמית, גודל שוק האמוניה הירוקה עומד על כ-36 מיליון דולר בשנת 2021 וצפוי להגיע ל-5.48 מיליארד דולר בשנת 2030, עם קצב צמיחה שנתי ממוצע של 74.8%, בעל פוטנציאל ניכר. יונדאו קפיטל צופה כי הייצור השנתי העולמי של אמוניה ירוקה יעלה על 20 מיליון טון בשנת 2030 ויעלה על 560 מיליון טון בשנת 2050, המהווים יותר מ-80% מייצור האמוניה העולמי.

נכון לספטמבר 2023, יותר מ-60 פרויקטים של אמוניה ירוקה הוקמו ברחבי העולם, עם כושר ייצור מתוכנן כולל של יותר מ-35 מיליון טון לשנה. פרויקטים של אמוניה ירוקה מעבר לים מפוזרים בעיקר באוסטרליה, דרום אמריקה, אירופה והמזרח התיכון.

מאז 2024, תעשיית האמוניה הירוקה המקומית בסין התפתחה במהירות. על פי נתונים סטטיסטיים חלקיים, מאז 2024 קודמו יותר מ-20 פרויקטים של מימן-אמוניה ירוקה. קבוצת Envision Technology, חברת China Energy Construction, חברת State Power Investment Corporation, חברת State Energy Group ועוד השקיעו כמעט 200 מיליארד יואן בקידום פרויקטים של אמוניה ירוקה, מה שישחרר כמות גדולה של כושר ייצור אמוניה ירוקה בעתיד.

תרחישי יישום של אמוניה ירוקה

כאנרגיה נקייה, לאמוניה ירוקה מגוון תרחישי יישום בעתיד. בנוסף לשימושים חקלאיים ותעשייתיים מסורתיים, היא כוללת בעיקר גם ערבוב ייצור חשמל, שילוח דלק, קיבוע פחמן, אחסון מימן ותחומים אחרים.

1. תעשיית הספנות

פליטות פחמן דו-חמצני משיט מהוות 3% עד 4% מפליטות הפחמן הדו-חמצני העולמיות. בשנת 2018, אימץ הארגון הימי הבינלאומי אסטרטגיה ראשונית להפחתת פליטות גזי חממה, והציע כי עד שנת 2030, פליטות הפחמן משיט עולמיות יופחתו בלפחות 40% בהשוואה לשנת 2008, וישאפו להפחית אותן ב-70% עד שנת 2050. על מנת להשיג הפחתת פחמן ופליטת פחמן בתעשיית הספנות, דלקים נקיים המחליפים אנרגיה מאובנים הם האמצעי הטכני המבטיח ביותר.

בתעשיית הספנות מקובל לחשוב שאמוניה ירוקה היא אחד הדלקים העיקריים לפירוק פחמן בתעשיית הספנות בעתיד.

חברת לויד'ס רישום הספנות חזה בעבר שבין 2030 ל-2050, שיעור האמוניה כדלק לספנות יגדל מ-7% ל-20%, ויחליף את הגז הטבעי הנוזלי ודלקים אחרים ויהפוך לדלק הספנות החשוב ביותר.

2. תעשיית ייצור החשמל

אַמוֹנִיָהבעירה אינה מייצרת CO2, ובעירה מעורבת אמוניה יכולה לנצל מתקני תחנת כוח פחמית קיימים ללא שינויים משמעותיים בגוף הדוד. זהו אמצעי יעיל להפחתת פליטות פחמן דו-חמצני בתחנות כוח פחמיות.

ב-15 ביולי, פרסמו הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה ומנהל האנרגיה הלאומי את "תוכנית הפעולה לשינוי ובנייה דלת פחמן של אנרגיה פחמית (2024-2027)", שהציעה כי לאחר השינוי והבנייה, יחידות כוח פחמיות יהיו בעלות יכולת לערבב יותר מ-10% של אמוניה ירוקה ולשרוף פחם. רמות הצריכה ופליטת הפחמן יופחתו משמעותית. ניתן לראות כי ערבוב אמוניה או אמוניה טהורה ביחידות כוח תרמיות הוא כיוון טכני חשוב להפחתת פליטות פחמן בתחום ייצור החשמל.

יפן היא מקדמת מרכזית של ייצור חשמל באמצעות בעירה מעורבת אמוניה. יפן גיבשה את "מפת הדרכים לדלק אמוניה ביפן 2021-2050" בשנת 2021, ותשלים את ההדגמה והאימות של דלק אמוניה מעורבב של 20% בתחנות כוח תרמיות עד 2025; ככל שטכנולוגיית תערובת האמוניה תבשיל, שיעור זה יגדל ליותר מ-50%; בסביבות שנת 2040 תיבנה תחנת כוח מבוססת אמוניה טהורה.

3. נשא אחסון מימן

אמוניה משמשת כנשא אחסון מימן, וצריכה לעבור תהליכים של סינתזת אמוניה, הנזלה, הובלה ומיצוי מחדש של מימן גזי. כל תהליך המרת אמוניה למימן הוא תהליך בוגר.

כיום, ישנן שש דרכים עיקריות לאחסון והובלת מימן: אחסון והובלה בגלילים בלחץ גבוה, הובלה בגזים בלחץ בצנרת, אחסון והובלה של מימן נוזלי בטמפרטורה נמוכה, אחסון והובלה של נוזלים אורגניים, אחסון והובלה של אמוניה נוזלית, ואחסון והובלה של מימן מוצק מתכתי. ביניהן, אחסון והובלה של אמוניה נוזלית נועדו להפיק מימן באמצעות סינתזת אמוניה, הנזלה, הובלה וגיזוז מחדש. אמוניה נוזלית בטמפרטורה של -33 מעלות צלזיוס או 1 מגה פסקל. עלות ההידרוגנציה/דה-הידרוגנציה מהווה יותר מ-85%. היא אינה רגישה למרחק ההובלה ומתאימה לאחסון והובלה של מימן בתפזורת למרחקים בינוניים וארוכים, במיוחד הובלה ימית. זוהי אחת הדרכים המבטיחות ביותר לאחסון והובלה של מימן בעתיד.

4. חומרי גלם כימיים

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

בהשוואה לאמוניה סינתטית המיוצרת מאנרגיה מאובנים, צפוי שאמוניה ירוקה לא תוכל ליצור תחרותיות יעילה כחומר גלם כימי לפני שנת 2035.