कार्बन उत्सर्जनाच्या शतकानुशतकेच्या वेडात, जगभरातील देश सक्रियपणे पुढील पिढीच्या ऊर्जा तंत्रज्ञानाचा शोध घेत आहेत आणि हरितअमोनियाअलिकडच्या काळात जागतिक लक्ष वेधून घेत आहे. हायड्रोजनच्या तुलनेत, साठवणूक आणि वाहतुकीतील स्पष्ट फायद्यांमुळे अमोनिया सर्वात पारंपारिक कृषी खत क्षेत्रापासून ऊर्जा क्षेत्राकडे विस्तारत आहे.

नेदरलँड्समधील ट्वेंटे विद्यापीठातील तज्ज्ञ फारिया म्हणाल्या की, कार्बनच्या किमती वाढल्याने, हिरवा अमोनिया हा द्रव इंधनाचा भविष्यातील राजा असू शकतो.

तर, हिरवा अमोनिया म्हणजे नेमके काय? त्याच्या विकासाची स्थिती काय आहे? वापराचे काय पर्याय आहेत? ते किफायतशीर आहे का?

हिरवा अमोनिया आणि त्याच्या विकासाची स्थिती

हायड्रोजन हा मुख्य कच्चा माल आहेअमोनियाउत्पादन. म्हणून, हायड्रोजन उत्पादन प्रक्रियेतील वेगवेगळ्या कार्बन उत्सर्जनानुसार, अमोनियाचे रंगानुसार खालील चार श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

राखाडीअमोनिया: पारंपारिक जीवाश्म ऊर्जेपासून (नैसर्गिक वायू आणि कोळसा) बनवलेले.

निळा अमोनिया: कच्चा हायड्रोजन जीवाश्म इंधनातून काढला जातो, परंतु शुद्धीकरण प्रक्रियेत कार्बन कॅप्चर आणि स्टोरेज तंत्रज्ञान वापरले जाते.

निळा-हिरवा अमोनिया: मिथेन पायरोलिसिस प्रक्रियेत मिथेनचे विघटन हायड्रोजन आणि कार्बनमध्ये होते. या प्रक्रियेत मिळवलेला हायड्रोजन हिरव्या विजेचा वापर करून अमोनिया तयार करण्यासाठी कच्चा माल म्हणून वापरला जातो.

हिरवा अमोनिया: पवन आणि सौर ऊर्जेसारख्या अक्षय ऊर्जेद्वारे निर्माण होणारी हिरवी वीज पाण्याचे इलेक्ट्रोलायझेशन करून हायड्रोजन तयार करण्यासाठी वापरली जाते आणि नंतर हवेतील नायट्रोजन आणि हायड्रोजनपासून अमोनियाचे संश्लेषण केले जाते.

हिरवा अमोनिया ज्वलनानंतर नायट्रोजन आणि पाणी तयार करतो आणि कार्बन डायऑक्साइड तयार करत नाही, त्यामुळे हिरवा अमोनिया "शून्य-कार्बन" इंधन मानला जातो आणि भविष्यात स्वच्छ ऊर्जा स्त्रोतांपैकी एक महत्त्वाचा स्रोत मानला जातो.

जागतिक हिरवळअमोनियाबाजारपेठ अजूनही बाल्यावस्थेत आहे. जागतिक दृष्टिकोनातून, २०२१ मध्ये ग्रीन अमोनिया बाजारपेठेचा आकार सुमारे ३६ दशलक्ष अमेरिकन डॉलर्स असेल आणि २०३० मध्ये तो ५.४८ अब्ज अमेरिकन डॉलर्सपर्यंत पोहोचण्याची अपेक्षा आहे, ज्याचा सरासरी वार्षिक चक्रवाढ दर ७४.८% आहे, ज्यामध्ये बरीच क्षमता आहे. युनडाओ कॅपिटलचा अंदाज आहे की २०३० मध्ये ग्रीन अमोनियाचे जागतिक वार्षिक उत्पादन २० दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त आणि २०५० मध्ये ५६० दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त होईल, जे जागतिक अमोनिया उत्पादनाच्या ८०% पेक्षा जास्त आहे.

सप्टेंबर २०२३ पर्यंत, जगभरात ६० हून अधिक ग्रीन अमोनिया प्रकल्प तैनात करण्यात आले आहेत, ज्यांची एकूण नियोजित उत्पादन क्षमता ३५ दशलक्ष टन/वर्षापेक्षा जास्त आहे. परदेशी ग्रीन अमोनिया प्रकल्प प्रामुख्याने ऑस्ट्रेलिया, दक्षिण अमेरिका, युरोप आणि मध्य पूर्वेमध्ये वितरित केले जातात.

२०२४ पासून, चीनमधील देशांतर्गत ग्रीन अमोनिया उद्योग वेगाने विकसित झाला आहे. अपूर्ण आकडेवारीनुसार, २०२४ पासून २० हून अधिक ग्रीन हायड्रोजन अमोनिया प्रकल्पांना प्रोत्साहन देण्यात आले आहे. एन्व्हिजन टेक्नॉलॉजी ग्रुप, चायना एनर्जी कन्स्ट्रक्शन, स्टेट पॉवर इन्व्हेस्टमेंट कॉर्पोरेशन, स्टेट एनर्जी ग्रुप इत्यादींनी ग्रीन अमोनिया प्रकल्पांना प्रोत्साहन देण्यासाठी जवळजवळ २०० अब्ज युआनची गुंतवणूक केली आहे, ज्यामुळे भविष्यात मोठ्या प्रमाणात ग्रीन अमोनिया उत्पादन क्षमता निर्माण होईल.

हिरव्या अमोनियाच्या वापराची परिस्थिती

स्वच्छ ऊर्जा म्हणून, हिरव्या अमोनियाच्या भविष्यात विविध अनुप्रयोग परिस्थिती आहेत. पारंपारिक कृषी आणि औद्योगिक वापरांव्यतिरिक्त, त्यात प्रामुख्याने वीज निर्मितीचे मिश्रण, इंधन शिपिंग, कार्बन फिक्सेशन, हायड्रोजन साठवण आणि इतर क्षेत्रे देखील समाविष्ट आहेत.

१. शिपिंग उद्योग

जागतिक कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनात शिपिंगमधून होणारे कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन ३% ते ४% आहे. २०१८ मध्ये, आंतरराष्ट्रीय सागरी संघटनेने हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करण्यासाठी एक प्राथमिक धोरण स्वीकारले, ज्यामध्ये २०३० पर्यंत, जागतिक शिपिंग कार्बन उत्सर्जन २००८ च्या तुलनेत किमान ४०% कमी केले जाईल आणि २०५० पर्यंत ७०% कमी करण्याचा प्रयत्न केला जाईल असा प्रस्ताव होता. शिपिंग उद्योगात कार्बन कमी करणे आणि कार्बनीकरण कमी करण्यासाठी, जीवाश्म ऊर्जेची जागा घेणारे स्वच्छ इंधन हे सर्वात आशादायक तांत्रिक माध्यम आहे.

शिपिंग उद्योगात सामान्यतः असे मानले जाते की भविष्यात शिपिंग उद्योगात डीकार्बोनायझेशनसाठी ग्रीन अमोनिया हे मुख्य इंधनांपैकी एक आहे.

लॉयडच्या शिपिंग रजिस्टरने एकदा भाकीत केले होते की २०३० ते २०५० दरम्यान, शिपिंग इंधन म्हणून अमोनियाचे प्रमाण ७% वरून २०% पर्यंत वाढेल, जे द्रवीभूत नैसर्गिक वायू आणि इतर इंधनांच्या जागी सर्वात महत्वाचे शिपिंग इंधन बनेल.

२. वीज निर्मिती उद्योग

अमोनियाज्वलनामुळे CO2 तयार होत नाही आणि अमोनिया-मिश्रित ज्वलनामुळे बॉयलर बॉडीमध्ये मोठे बदल न करता विद्यमान कोळशावर चालणाऱ्या वीज प्रकल्प सुविधांचा वापर करता येतो. कोळशावर चालणाऱ्या वीज प्रकल्पांमध्ये कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन कमी करण्यासाठी हा एक प्रभावी उपाय आहे.

१५ जुलै रोजी, राष्ट्रीय विकास आणि सुधारणा आयोग आणि राष्ट्रीय ऊर्जा प्रशासनाने "कमी-कार्बन परिवर्तन आणि कोळसा उर्जेच्या बांधकामासाठी कृती योजना (२०२४-२०२७)" जारी केली, ज्यामध्ये असे प्रस्तावित केले गेले की परिवर्तन आणि बांधकामानंतर, कोळसा ऊर्जा युनिट्समध्ये १०% पेक्षा जास्त हिरव्या अमोनियाचे मिश्रण करण्याची आणि कोळसा जाळण्याची क्षमता असावी. वापर आणि कार्बन उत्सर्जन पातळी लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. हे दिसून येते की वीज निर्मिती क्षेत्रात कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी औष्णिक ऊर्जा युनिट्समध्ये अमोनिया किंवा शुद्ध अमोनिया मिसळणे ही एक महत्त्वाची तांत्रिक दिशा आहे.

जपान हा अमोनिया मिश्रित ज्वलन वीज निर्मितीचा प्रमुख प्रवर्तक आहे. जपानने २०२१ मध्ये "२०२१-२०५० जपान अमोनिया इंधन रोडमॅप" तयार केला आणि २०२५ पर्यंत औष्णिक वीज प्रकल्पांमध्ये २०% मिश्रित अमोनिया इंधनाचे प्रात्यक्षिक आणि पडताळणी पूर्ण करेल; अमोनिया मिश्रित तंत्रज्ञान परिपक्व होत असताना, हे प्रमाण ५०% पेक्षा जास्त होईल; २०४० पर्यंत, एक शुद्ध अमोनिया वीज प्रकल्प बांधला जाईल.

३. हायड्रोजन साठवण वाहक

अमोनियाचा वापर हायड्रोजन साठवण वाहक म्हणून केला जातो आणि त्याला अमोनिया संश्लेषण, द्रवीकरण, वाहतूक आणि वायूयुक्त हायड्रोजनचे पुनर्निष्कर्ष या प्रक्रियांमधून जावे लागते. अमोनिया-हायड्रोजन रूपांतरणाची संपूर्ण प्रक्रिया परिपक्व आहे.

सध्या, हायड्रोजन साठवणूक आणि वाहतुकीचे सहा मुख्य मार्ग आहेत: उच्च-दाब सिलेंडर साठवणूक आणि वाहतूक, पाइपलाइन वायू दाबयुक्त वाहतूक, कमी-तापमानाचे द्रव हायड्रोजन साठवणूक आणि वाहतूक, द्रव सेंद्रिय साठवणूक आणि वाहतूक, द्रव अमोनिया साठवणूक आणि वाहतूक आणि धातू घन हायड्रोजन साठवणूक आणि वाहतूक. त्यापैकी, द्रव अमोनिया साठवणूक आणि वाहतूक म्हणजे अमोनिया संश्लेषण, द्रवीकरण, वाहतूक आणि पुनर्गॅसिफिकेशनद्वारे हायड्रोजन काढणे. अमोनिया -३३°C किंवा १MPa वर द्रवीकृत केला जातो. हायड्रोजनेशन/डिहायड्रोजनेशनचा खर्च ८५% पेक्षा जास्त आहे. ते वाहतुकीच्या अंतरासाठी संवेदनशील नाही आणि मध्यम आणि लांब-अंतराच्या साठवणूक आणि मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजनच्या वाहतुकीसाठी, विशेषतः समुद्री वाहतुकीसाठी योग्य आहे. भविष्यात हायड्रोजन साठवणूक आणि वाहतुकीच्या सर्वात आशादायक मार्गांपैकी एक आहे.

४. रासायनिक कच्चा माल

संभाव्य हिरवे नायट्रोजन खत आणि हिरव्या रसायनांसाठी मुख्य कच्चा माल म्हणून, हिरवाअमोनिया"हिरवे अमोनिया + हिरवे खत" आणि "हिरवे अमोनिया केमिकल" औद्योगिक साखळ्यांच्या जलद विकासाला जोरदार प्रोत्साहन देईल.

जीवाश्म ऊर्जेपासून बनवलेल्या कृत्रिम अमोनियाच्या तुलनेत, २०३५ पूर्वी हिरवा अमोनिया रासायनिक कच्चा माल म्हणून प्रभावी स्पर्धात्मकता निर्माण करू शकणार नाही अशी अपेक्षा आहे.