Hen gemeg mewn lliwiau newydd
Ar ddiwedd mis Medi 2020, roedd amonia glas cyntaf y byd (1) yn cael ei gludo o Saudi Arabia i Japan, a oedd, yn ôl adroddiadau yn y wasg, i'w ddefnyddio mewn gweithfeydd pŵer i gynhyrchu trydan heb allyriadau carbon deuocsid. I'r anghyfarwydd, gall hyn ymddangos braidd yn cryptig. A oes tanwydd gwyrthiol newydd?
Cynhyrchodd Saudi Aramco, y tu ôl i'r cludiant tanwydd trwy drawsnewid hydrocarbon (h.y. cynhyrchion sy’n deillio o betrolewm) i hydrogen ac yna trawsnewid y cynnyrch yn amonia, gan ddal y sgil-gynnyrch carbon deuocsid. Felly, mae amonia yn storio hydrogen, y cyfeirir ato hefyd fel hydrogen "glas", yn hytrach na hydrogen "gwyrdd", sy'n dod o ffynonellau adnewyddadwy yn hytrach na thanwydd ffosil. Gellir ei losgi hefyd fel tanwydd mewn gweithfeydd pŵer thermol, yn bwysig heb allyriadau carbon deuocsid.
Pam mae'n well storio yn cludo hydrogen wedi'i rwymo mewn amonia na hydrogen pur yn unig? “Mae amonia yn haws i’w hylifo - mae’n cyddwyso ar minws 33 gradd Celsius - ac mae’n cynnwys 1,7 gwaith yn fwy o hydrogen fesul metr ciwbig na hydrogen hylifedig,” yn ôl astudiaeth gan fanc buddsoddi HSBC sy’n cefnogi’r dechnoleg newydd.
Saudi Arabia, allforiwr olew mwyaf y byd, yn buddsoddi mewn technoleg i echdynnu hydrogen o danwydd ffosil a throsi'r cynnyrch i amonia. Cwmni Americanaidd Air Products & Chemicals Inc. yn yr haf llofnododd gytundeb gyda'r cwmni Saudi ACWA Power International a sefydliadau sy'n gyfrifol am adeiladu dinas ddyfodolaidd Neom (2) yn y dyfodol, y mae'r deyrnas am ei adeiladu ar arfordir y Môr Coch. O dan y cytundeb, bydd gwaith amonia gwerth $XNUMX biliwn yn cael ei adeiladu gan ddefnyddio hydrogen wedi'i bweru gan ffynonellau ynni adnewyddadwy.
2. Un o ddelweddau dinas ddyfodolaidd Saudi, Neom.
Mae hydrogen yn hysbys i fod yn danwydd glân sydd, o'i losgi, yn cynhyrchu dim byd ond anwedd dŵr. Fe'i cyflwynir yn aml fel ffynhonnell wych o ynni gwyrdd. Fodd bynnag, mae'r realiti ychydig yn fwy cymhleth. Mae cydbwysedd cyffredinol allyriadau hydrogen mor lân â'r tanwydd a ddefnyddir i'w gynhyrchu. Gan ystyried cyfanswm y cydbwysedd allyriadau, mae mathau o nwy fel hydrogen gwyrdd, hydrogen glas a hydrogen llwyd yn cael eu hallyrru. hydrogen gwyrdd caiff ei gynhyrchu gan ddefnyddio ffynonellau ynni adnewyddadwy a di-garbon yn unig. Mae hydrogen llwyd, y math mwyaf cyffredin o hydrogen yn yr economi, yn cael ei gynhyrchu o danwydd ffosil, sy'n golygu bod allyriadau hydrogen carbon isel yn cael eu gwrthbwyso i raddau helaeth gan y broses weithgynhyrchu. hydrogen glas yw'r enw a roddir i hydrogen sy'n deillio o nwy naturiol yn unig, sydd ag allyriadau carbon deuocsid is ac sy'n lanach na'r rhan fwyaf o danwydd ffosil.
Cyfansoddyn cemegol yw amonia sy'n cynnwys tri moleciwl hydrogen ac un moleciwl nitrogen. Yn yr ystyr hwn, mae'n "storio" hydrogen a gellir ei ddefnyddio fel porthiant ar gyfer cynhyrchu "hydrogen cynaliadwy". Nid yw amonia ei hun, fel hydrogen, yn allyrru carbon deuocsid pan gaiff ei losgi mewn gwaith pŵer thermol. Mae'r lliw glas yn yr enw yn golygu ei fod yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio nwy naturiol (ac mewn rhai achosion, glo). Mae'n cael ei ystyried yn ddull mwy gwyrdd o gynhyrchu ynni hefyd oherwydd y gallu i ddal a dal a storio carbon deuocsid (CCS) yn ystod y broses drawsnewid. O leiaf dyna mae'r cwmni Aramco, sy'n cynhyrchu o'r fath, yn ei sicrhau.
O las i wyrdd
Mae llawer o arbenigwyr yn credu mai dim ond cam trosiannol yw'r dechneg a ddisgrifir uchod, a'r nod yw cynhyrchu amonia gwyrdd yn effeithlon. Wrth gwrs, ni fydd yr un hwn yn wahanol o ran cyfansoddiad cemegol, yn union fel nad yw glas yn wahanol mewn cyfansoddiad cemegol i unrhyw amonia arall. Y pwynt yn syml yw y bydd y broses gynhyrchu o'r fersiwn werdd hollol ddi-allyriadau ac ni fydd ganddo ddim i'w wneud â thanwydd ffosil. Gallai hyn fod, er enghraifft, yn ffatri ar gyfer cynhyrchu hydrogen adnewyddadwy, sydd wedyn yn cael ei drawsnewid yn amonia er mwyn ei storio a’i gludo’n haws.
Ym mis Rhagfyr 2018, cyhoeddwyd adroddiad gan Gomisiwn Pontio Ynni Prydain, "clymblaid o arweinwyr busnes, ariannol a chymdeithas sifil o bob rhan o'r diwydiannau sy'n cynhyrchu ac yn defnyddio ynni." Cenhadaeth Bosibl. Yn ôl yr awduron, mae datgarboneiddio amonia yn gyflawn erbyn 2050 yn dechnegol ac yn economaidd ymarferol, ond ni fydd amonia glas o bwys mewn ychydig ddegawdau. Bydd yn dominyddu yn y pen draw amonia gwyrdd. Mae hyn oherwydd y gost uchel o ddal y 10-20% olaf o CO, dywed yr adroddiad.2 yn y broses gynhyrchu. Fodd bynnag, mae sylwebwyr eraill wedi nodi bod y rhagfynegiadau hyn yn seiliedig ar y diweddaraf. Yn y cyfamser, mae ymchwil ar ddulliau newydd ar gyfer synthesis amonia yn parhau.
Er enghraifft, Matteo Masanti, cyflwynodd peiriannydd yn Casale SA (aelod o Gymdeithas Ynni Amonia), broses sydd newydd ei phatent ar gyfer "trosi nwy naturiol i amonia i leihau allyriadau COXNUMX".2 i’r atmosffer hyd at 80% mewn perthynas â’r technolegau gorau sydd ar gael”. Yn syml, mae'n cynnig disodli'r uned CDR (tynnu carbon deuocsid) a ddefnyddir i ddal carbon deuocsid o nwyon gwacáu ar ôl hylosgi â "strategaeth datgarbureiddio cyn llosgi".
Mae yna lawer o syniadau newydd eraill. Mae'r cwmni Americanaidd Monolith Materials yn cynnig "proses drydanol newydd ar gyfer trosi nwy naturiol yn garbon ar ffurf huddygl a hydrogen gydag effeithlonrwydd uchel." Nid yw glo yn wastraff yma, ond yn sylwedd a all fod ar ffurf nwydd o werth masnachol. Mae'r cwmni eisiau storio hydrogen nid yn unig ar ffurf amonia, ond hefyd, er enghraifft, mewn methanol. Mae yna hefyd eSMR, dull a ddatblygwyd gan Haldor Topsoe o Ddenmarc yn seiliedig ar defnyddio trydan a gynhyrchir o ffynonellau adnewyddadwy fel ffynhonnell ychwanegol o wres proses yn ystod y cam o ddiwygio methan â stêm wrth gynhyrchu hydrogen mewn ffatri amonia. Rhagwelir llai o allyriadau CO2 ar gyfer cynhyrchu amonia tua 30%.
Fel y gwyddoch, mae ein Orlen hefyd yn ymwneud â chynhyrchu hydrogen. Siaradodd am gynhyrchu amonia gwyrdd fel storfa ynni yng Nghyngres Cemegol Gwlad Pwyl ym mis Medi 2020, h.y. ychydig ddyddiau cyn ymadawiad y cludiant uchod i Japan, Jacek Mendelewski, aelod bwrdd Anwil o grŵp PKN Orlen. Yn wir, mae'n debyg ei fod amonia glasyn ol y dosbarthiad uchod. Nid yw'n glir o'r datganiad hwn bod y cynnyrch hwn eisoes yn cael ei gynhyrchu gan Anwil, ond gellir tybio bod cynlluniau yng Ngwlad Pwyl i gynhyrchu o leiaf amonia glas.
