100년 동안 지속된 탄소 피크와 탄소 중립 열풍 속에서 세계 각국은 차세대 에너지 기술과 친환경을 적극적으로 찾고 있습니다.암모니아최근 세계적 관심의 초점이 되고 있다. 수소와 비교할 때, 암모니아는 저장 및 운송에 있어서 명백한 이점으로 인해 가장 전통적인 농업 비료 분야에서 에너지 분야로 확대되고 있습니다.

네덜란드 트벤테 대학의 전문가인 파리아(Faria)는 탄소 가격이 상승함에 따라 녹색 암모니아가 미래 액체 연료의 왕이 될 수 있다고 말했습니다.

그렇다면 녹색 암모니아란 정확히 무엇입니까? 개발 상태는 어떤가요? 적용 시나리오는 무엇입니까? 경제적인가요?

녹색 암모니아 및 그 개발 현황

수소는 주원료이다.암모니아생산. 따라서 수소 생산 과정에서 발생하는 다양한 탄소 배출량에 따라 암모니아는 색상별로 다음 네 가지 범주로 분류될 수도 있습니다.

회색암모니아: 전통적인 화석에너지(천연가스, 석탄)로 만들어졌습니다.

블루 암모니아: 원시 수소는 화석 연료에서 추출되지만 정제 과정에서는 탄소 포집 및 저장 기술이 사용됩니다.

청록색 암모니아: 메탄 열분해 공정은 메탄을 수소와 탄소로 분해합니다. 이 과정에서 회수된 수소는 친환경 전력을 활용해 암모니아를 생산하는 원료로 활용된다.

그린암모니아(Green Ammonia): 풍력, 태양에너지 등 신재생에너지로 생산된 그린전력을 이용해 물을 전기분해해 수소를 생산한 뒤, 공기 중의 질소와 수소로부터 암모니아를 합성한다.

녹색 암모니아는 연소 후 질소와 물을 생성하고 이산화탄소를 생성하지 않기 때문에 녹색 암모니아는 '탄소 제로' 연료이자 미래의 중요한 청정 에너지원 중 하나로 간주됩니다.

글로벌 그린암모니아시장은 아직 초기 단계다. 글로벌 관점에서 볼 때 그린 암모니아 시장 규모는 2021년 약 3,600만 달러에서 2030년에는 54억 8,000만 달러에 이를 것으로 예상되며, 연평균 복합 성장률 74.8%로 상당한 잠재력을 갖고 있다. Yundao Capital은 전 세계 녹색 암모니아 생산량이 2030년에 2천만 톤을 초과하고, 2050년에는 5억 6천만 톤을 초과하여 전 세계 암모니아 생산량의 80% 이상을 차지할 것으로 예측하고 있습니다.

2023년 9월 현재 전 세계적으로 60개 이상의 녹색 암모니아 프로젝트가 배치되었으며, 총 계획 생산 능력은 연간 3,500만 톤 이상입니다. 해외 녹색 암모니아 프로젝트는 주로 호주, 남미, 유럽 및 중동에 분포되어 있습니다.

2024년부터 중국 국내 녹색 암모니아 산업은 급속도로 발전했다. 불완전한 통계에 따르면 2024년부터 20개 이상의 녹색 수소 암모니아 프로젝트가 추진되었습니다. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group 등은 녹색 암모니아 프로젝트 추진에 약 2,000억 위안을 투자했으며, 이는 향후 대량의 녹색 암모니아 생산 능력을 확보할 것입니다.

녹색 암모니아의 응용 시나리오

청정 에너지로서 녹색 암모니아는 미래에 다양한 응용 시나리오를 가지고 있습니다. 전통적인 농업 및 산업 용도 외에도 주로 혼합 발전, 운송 연료, 탄소 고정, 수소 저장 및 기타 분야도 포함됩니다.

1. 해운업

선박에서 배출되는 이산화탄소는 전 ​​세계 이산화탄소 배출량의 3~4%를 차지합니다. 2018년 국제해사기구(IMO)는 온실가스 배출 감축을 위한 예비전략을 채택해 2030년까지 전 세계 선박 탄소배출량을 2008년 대비 최소 40% 줄이고, 2050년까지 70% 감축에 노력할 것을 제안했다. 해운산업에서 탄소감축과 탈탄소화를 달성하기 위해서는 화석에너지를 대체하는 청정연료가 가장 유망한 기술적 수단이다.

녹색 암모니아는 미래 해운업계의 탈탄소화를 위한 주요 연료 중 하나라는 것이 해운업계에서는 일반적으로 알려져 있습니다.

Lloyd's Register of Shipping은 2030년에서 2050년 사이에 운송 연료로서 암모니아의 비율이 7%에서 20%로 증가하여 액화 천연 가스 및 기타 연료를 대체하여 가장 중요한 운송 연료가 될 것이라고 예측한 바 있습니다.

2. 발전산업

암모니아연소는 CO2를 생성하지 않으며, 암모니아 혼합 연소는 보일러 본체를 크게 개조하지 않고도 기존 석탄 화력 발전소 시설을 활용할 수 있습니다. 석탄화력발전소의 이산화탄소 배출을 줄이는 효과적인 조치다.

7월 15일 국가발전개혁위원회와 국가에너지국은 '석탄발전 저탄소 전환 및 건설 실행계획(2024~2027)'을 발표했다. 녹색 암모니아를 10% 이상 혼합하고 석탄을 연소하는 능력. 소비 및 탄소 배출 수준이 크게 감소합니다. 화력발전소에 암모니아나 순수암모니아를 혼합하는 것은 발전분야에서 탄소배출 저감을 위한 중요한 기술방향이라고 볼 수 있다.

일본은 암모니아 혼합 연소 발전의 주요 촉진국입니다. 일본은 2021년 '2021~2050년 일본 암모니아 연료 로드맵'을 공식화하고 2025년까지 화력발전소에서 20% 혼합 암모니아 연료의 실증과 검증을 완료할 예정이다. 암모니아 혼합 기술이 성숙해짐에 따라 이 비율은 50% 이상으로 증가할 것입니다. 2040년쯤에는 순수 암모니아 발전소가 건설될 예정이다.

3. 수소 저장 담체

암모니아는 수소 저장 운반체로 사용되며 암모니아 합성, 액화, 운송 및 기체 수소의 재추출 과정을 거쳐야 합니다. 암모니아-수소 전환의 전체 과정이 성숙되었습니다.

현재 수소 저장 및 운송에는 고압 실린더 저장 및 운송, 파이프라인 기체 가압 운송, 저온 액체 수소 저장 및 운송, 액체 유기 저장 및 운송, 액체 암모니아 저장 및 운송, 금속의 6가지 주요 방법이 있습니다. 고체 수소 저장 및 운송. 그 중 액체암모니아 저장 및 운송은 암모니아 합성, 액화, 운송, 재기화를 통해 수소를 추출하는 것입니다. 암모니아는 -33°C 또는 1MPa에서 액화됩니다. 수소화/탈수소화 비용이 85% 이상을 차지한다. 운송 거리에 민감하지 않으며 중장거리 저장 및 벌크 수소 운송, 특히 해상 운송에 적합합니다. 이는 미래에 가장 유망한 수소 저장 및 운송 방법 중 하나입니다.

4. 화학원료

잠재적인 녹색 질소 비료이자 녹색 화학 물질의 주요 원료로서 녹색암모니아“녹색 암모니아 + 녹색 비료”와 “녹색 암모니아 화학물질” 산업 체인의 급속한 발전을 강력히 추진할 것입니다.

화석에너지로 만든 합성암모니아에 비해 그린암모니아는 2035년 이전에는 화학원료로서 실효적인 경쟁력을 갖추지 못할 것으로 예상된다.