כימיה ישנה בצבעים חדשים
בסוף ספטמבר 2020, האמוניה הכחולה הראשונה בעולם (1) נשלחה מסעודיה ליפן, שלפי דיווחים בעיתונות הייתה אמורה לשמש בתחנות כוח לייצור חשמל ללא פליטת פחמן דו חמצני. לחסרי התחלה, זה אולי נראה קצת סתמי. האם יש דלק פלא חדש?
סעודית ארמקו, מאחורי ההובלה, הפיקה דלק על ידי המרת פחמימנים (כלומר מוצרים שמקורם בנפט) למימן ולאחר מכן להמיר את המוצר לאמוניה, וללכוד את תוצר הלוואי של פחמן דו חמצני. כך, אמוניה אוגרת מימן, המכונה גם מימן "כחול", בניגוד למימן "ירוק", המגיע ממקורות מתחדשים ולא מדלקים מאובנים. ניתן לשרוף אותו גם כדלק בתחנות כוח תרמיות, חשוב ללא פליטת פחמן דו חמצני.
למה עדיף לאחסן מעביר מימן הקשור באמוניה מאשר רק מימן טהור? "קל יותר להזיל אמוניה - היא מתעבה במינוס 33 מעלות צלזיוס - ומכילה פי 1,7 יותר מימן למטר מעוקב ממימן נוזלי", לפי מחקר של בנק ההשקעות HSBC התומך בטכנולוגיה החדשה.
סעודיה, יצואנית הנפט הגדולה בעולם, משקיעה בטכנולוגיה להפקת מימן מדלקים מאובנים והמרת המוצר לאמוניה. החברה האמריקאית Air Products & Chemicals Inc. בקיץ חתם הסכם עם החברה הסעודית ACWA Power International וארגונים האחראים לבניית העיר העתידנית Neom (2), שהממלכה רוצה לבנות על חוף הים האדום. במסגרת ההסכם, ייבנה מפעל אמוניה בשווי XNUMX מיליארד דולר באמצעות מימן המופעל על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים.
2. אחת ההדמיות של העיר הסעודית העתידנית Neom.
מימן כידוע הוא דלק נקי שכאשר נשרף, אינו מייצר אלא אדי מים. הוא מוצג לעתים קרובות כמקור נהדר לאנרגיה ירוקה. עם זאת, המציאות קצת יותר מורכבת. המאזן הכולל של פליטת מימן נקי כמו הדלק המשמש לייצורו. בהתחשב במאזן הפליטה הכולל, נפלטים סוגים של גז כמו מימן ירוק, מימן כחול ומימן אפור. מימן ירוק הוא מיוצר באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים וללא פחמן בלבד. מימן אפור, הצורה הנפוצה ביותר של מימן במשק, מופק מדלקים מאובנים, כלומר פליטות מימן נמוכות פחמן מתקזזות במידה רבה על ידי תהליך הייצור. מימן כחול הוא השם שניתן למימן המופק רק מגז טבעי, שיש לו פליטת פחמן דו חמצני נמוך יותר והוא נקי יותר מרוב הדלקים המאובנים.
אמוניה היא תרכובת כימית המכילה שלוש מולקולות מימן ומולקולת חנקן אחת. במובן זה, הוא "מאחסן" מימן ויכול לשמש כחומר הזנה לייצור "מימן בר-קיימא". אמוניה עצמה, כמו מימן, אינה פולטת פחמן דו חמצני בעת שריפה בתחנת כוח תרמית. הצבע הכחול בשם אומר שהוא מיוצר באמצעות גז טבעי (ובמקרים מסוימים, פחם). זה נחשב לצורה ירוקה יותר של ייצור אנרגיה גם בשל היכולת ללכוד ולסגור פחמן דו חמצני (CCS) במהלך תהליך ההמרה. כך לפחות מבטיחה חברת ארמקו שמייצרת כאלה.
מכחול לירוק
מומחים רבים מאמינים שהטכניקה שתוארה לעיל היא רק שלב מעבר, והמטרה היא להשיג ייצור יעיל של אמוניה ירוקה. כמובן, זה לא יהיה שונה בהרכב הכימי, בדיוק כמו כחול לא שונה בהרכב הכימי מכל אמוניה אחרת. הנקודה היא פשוט שתהליך הייצור של הגרסה הירוקה יהיה ללא פליטות לחלוטין ולא יהיה שום קשר לדלקים מאובנים. זה יכול להיות, למשל, מפעל לייצור מימן מתחדש, אשר הופך לאחר מכן לאמוניה לצורך אחסון והובלה קלים יותר.
בדצמבר 2018 פורסם דו"ח של ועדת המעבר לאנרגיה הבריטית, "קואליציה של מנהיגים עסקיים, פיננסיים וחברה אזרחית מכל התעשיות המייצרות ומשתמשות באנרגיה". משימה אפשרית. לדברי המחברים, שחרור פחמן מוחלט של אמוניה עד שנת 2050 אפשרי מבחינה טכנית וכלכלית, אבל האמוניה הכחולה לא תהיה חשובה בעוד כמה עשורים. בסופו של דבר זה ישלוט אמוניה ירוקה. זה נובע מהעלות הגבוהה של לכידת 10-20% האחרונים של CO, אומר הדו"ח.2 בתהליך הייצור. עם זאת, פרשנים אחרים ציינו שהתחזיות הללו מבוססות על המצב החדש. בינתיים, המחקר על שיטות חדשות לסינתזה של אמוניה נמשך.
למשל מתאו מסנטי, מהנדס ב-Casale SA (חבר באיגוד האנרגיה של אמוניה), הציג תהליך פטנט חדש ל"המרת גז טבעי לאמוניה כדי להפחית את פליטת COXNUMX".2 לאווירה עד 80% ביחס לטכנולוגיות הטובות ביותר הזמינות". במילים פשוטות, הוא מציע להחליף את יחידת ה-CDR (הסרת פחמן דו-חמצני) המשמשת ללכידת פחמן דו-חמצני מגזי פליטה לאחר בעירה ב"אסטרטגיית שחרור קדם-צריבה".
יש עוד הרבה רעיונות חדשים. חברת Monolith Materials האמריקאית מציעה "תהליך חשמלי חדש להמרת גז טבעי לפחמן בצורת פיח ומימן ביעילות גבוהה". פחם הוא לא פסולת כאן, אלא חומר שיכול ללבוש צורה של מצרך בעל ערך מסחרי. החברה רוצה לאחסן מימן לא רק בצורת אמוניה, אלא גם, למשל, במתנול. יש גם eSMR, שיטה שפותחה על ידי Haldor Topsoe מדנמרק על בסיס שימוש בחשמל המופק ממקורות מתחדשים כמקור נוסף לחום תהליך בשלב של רפורמה בקיטור של מתאן בייצור מימן במפעל אמוניה. צפויה פליטת CO מופחתת2 לייצור אמוניה כ-30%.
כידוע, אורלן שלנו עוסקת גם בייצור מימן. הוא דיבר על ייצור אמוניה ירוקה כמחסן אנרגיה בקונגרס הכימי הפולני בספטמבר 2020, כלומר. ימים ספורים לפני יציאת התחבורה הנ"ל ליפן, יאצק מנדלבסקי, חבר הנהלה של אנוויל מקבוצת PKN Orlen. למעשה, זה היה כנראה אמוניה כחולהלפי הסיווג לעיל. לא ברור מהצהרה זו שמוצר זה כבר מיוצר על ידי אנויל, אך ניתן לשער שיש בפולין תוכניות לייצר לפחות אמוניה כחולה.
