Ou chemie in nuwe kleure

Aan die einde van September 2020 is die wêreld se eerste blou ammoniak (1) van Saoedi-Arabië na Japan verskeep, wat, volgens persberigte, in kragsentrales gebruik sou word om elektrisiteit te produseer sonder koolstofdioksiedvrystellings. Vir die oningewydes lyk dit dalk 'n bietjie kripties. Is daar 'n nuwe wonderbrandstof?

Saudi Aramco, agter die vervoer, vervaardig brandstof deur koolwaterstofomskakeling (d.w.s. petroleum-afgeleide produkte) na waterstof en dan omskep die produk na ammoniak, wat die koolstofdioksied neweproduk vasvang. Dus berg ammoniak waterstof op, waarna ook verwys word as "blou" waterstof, in teenstelling met "groen" waterstof, wat van hernubare bronne kom eerder as fossielbrandstowwe. Dit kan ook as brandstof in termiese kragsentrales verbrand word, belangrik sonder koolstofdioksiedvrystellings.

Hoekom is dit beter om te stoor vervoer waterstof gebind in ammoniak as net suiwer waterstof? "Ammoniak is makliker om vloeibaar te maak - dit kondenseer teen minus 33 grade Celsius - en bevat 1,7 keer meer waterstof per kubieke meter as vloeibare waterstof," volgens 'n studie deur die beleggingsbank HSBC wat die nuwe tegnologie ondersteun.

Saoedi-Arabië, die wêreld se grootste olie-uitvoerder, belê in tegnologie om waterstof uit fossielbrandstowwe te onttrek en die produk na ammoniak om te skakel. Amerikaanse maatskappy Air Products & Chemicals Inc. in die somer 'n ooreenkoms onderteken met die Saoedi-maatskappy ACWA Power International en organisasies wat verantwoordelik is vir die bou van die toekomstige futuristiese stad Neom (2), wat die koninkryk aan die Rooi See-kus wil bou. Kragtens die ooreenkoms sal 'n ammoniakaanleg van $XNUMX miljard gebou word met waterstof wat deur hernubare energiebronne aangedryf word.

2. Een van die visualiserings van die futuristiese Saoedi-stad Neom.

Dit is bekend dat waterstof 'n skoon brandstof is wat, wanneer dit verbrand word, niks anders as waterdamp produseer nie. Dit word dikwels aangebied as 'n groot bron van groen energie. Die werklikheid is egter 'n bietjie meer ingewikkeld. Die algehele balans van waterstofvrystellings is so skoon soos die brandstof wat gebruik word om dit te vervaardig. As die totale emissiebalans in ag geneem word, word sulke tipes gas soos groen waterstof, blou waterstof en grys waterstof vrygestel. Groen waterstof dit word vervaardig deur slegs hernubare en koolstofvrye energiebronne te gebruik. Grys ​​waterstof, die mees algemene vorm van waterstof in die ekonomie, word uit fossielbrandstowwe vervaardig, wat beteken dat lae-koolstofwaterstofvrystellings grootliks deur die vervaardigingsproses geneutraliseer word. Blou waterstof is die naam wat gegee word aan waterstof wat slegs van aardgas verkry word, wat laer koolstofdioksiedvrystellings het en skoner is as die meeste fossielbrandstowwe.

Ammoniak is 'n chemiese verbinding wat drie waterstofmolekules en een stikstofmolekule bevat. In hierdie sin "berg" dit waterstof en kan dit as 'n grondstof vir die produksie van "volhoubare waterstof" gebruik word. Ammoniak self, soos waterstof, gee nie koolstofdioksied uit wanneer dit by 'n termiese kragsentrale verbrand word nie. Die blou kleur in die naam beteken dat dit met natuurlike gas (en in sommige gevalle steenkool) geproduseer word. Dit word beskou as 'n groener vorm van energieproduksie ook as gevolg van die vermoë om koolstofdioksied (CCS) tydens die omskakelingsproses op te vang en te sekwestreer. Dit is ten minste wat die maatskappy Aramco, wat sulkes vervaardig, verseker.

Van blou tot groen

Baie kenners glo dat die tegniek wat hierbo beskryf is slegs 'n oorgangsstap is, en die doel is om doeltreffende produksie van groen ammoniak te bereik. Hierdie een sal natuurlik nie in chemiese samestelling verskil nie, net soos blou nie in chemiese samestelling verskil van enige ander ammoniak nie. Die punt is bloot dat die produksieproses van die groen weergawe sal heeltemal emissievry en sal niks met fossielbrandstowwe te doen hê nie. Dit kan byvoorbeeld 'n aanleg wees vir die vervaardiging van hernubare waterstof, wat dan in ammoniak omgeskakel word vir makliker berging en vervoer.

In Desember 2018 is 'n verslag gepubliseer deur die Britse Energie-oorgangskommissie, "'n koalisie van leiers in die sakewêreld, finansiële en burgerlike samelewing van regoor die nywerhede wat energie produseer en gebruik." Missie moontlik. Volgens die skrywers is die volledige ontkarbonisering van ammoniak teen 2050 tegnies en ekonomies haalbaar, maar blou ammoniak sal oor 'n paar dekades nie saak maak nie. Dit sal uiteindelik oorheers groen ammoniak. Dit is as gevolg van die hoë koste om die laaste 10-20% CO op te vang, sê die verslag.₂ in die produksieproses. Ander kommentators het egter daarop gewys dat hierdie voorspellings gebaseer is op die stand van die kuns. Intussen gaan navorsing oor nuwe metodes vir die sintese van ammoniak voort.

Byvoorbeeld Matteo Masanti, 'n ingenieur by Casale SA ('n lid van die Ammoniak-energievereniging), het 'n nuut gepatenteerde proses aangebied vir "omskakeling van aardgas na ammoniak om COXNUMX-emissies te verminder".₂ tot die atmosfeer tot 80% in verhouding tot die beste beskikbare tegnologieë”. Eenvoudig gestel, hy stel voor om die CDR-eenheid (koolstofdioksiedverwydering) wat gebruik word om koolstofdioksied van uitlaatgasse na verbranding op te vang te vervang met 'n "voorverbrande ontkolingstrategie".

Daar is baie ander nuwe idees. Die Amerikaanse maatskappy Monolith Materials bied "'n nuwe elektriese proses vir die omskakeling van aardgas in koolstof in die vorm van roet en waterstof met hoë doeltreffendheid." Steenkool is nie hier 'n vermorsing nie, maar 'n stof wat die vorm van 'n kommersieel waardevolle kommoditeit kan aanneem. Die maatskappy wil waterstof nie net in die vorm van ammoniak berg nie, maar ook byvoorbeeld in metanol. Daar is ook eSMR, 'n metode wat ontwikkel is deur Haldor Topsoe van Denemarke gebaseer op gebruik van elektrisiteit wat uit hernubare bronne opgewek word as 'n bykomende bron van proseshitte in die stadium van stoomhervorming van metaan in die produksie van waterstof by 'n ammoniakaanleg. Verminderde CO-vrystellings word voorspel₂ vir ammoniakproduksie ongeveer 30%.

Soos u weet, is ons Orlen ook besig met die vervaardiging van waterstof. Hy het gepraat oor die produksie van groen ammoniak as 'n energieberging by die Poolse Chemiese Kongres in September 2020, d.w.s. 'n paar dae voor die vertrek van die bogenoemde vervoer na Japan, Jacek Mendelewski, raadslid van Anwil van die PKN Orlen-groep. Trouens, dit was waarskynlik blou ammoniakvolgens bogenoemde klassifikasie. Dit is nie duidelik uit hierdie stelling dat hierdie produk reeds deur Anwil vervaardig word nie, maar daar kan aanvaar word dat daar planne in Pole is om ten minste blou ammoniak te vervaardig.