Amoniak jako paliwo z przyszłością − strategie Niemiec i Japonii
#amoniak #energetyka #Japonia #Niemcy #IHI
Według przedstawicieli japońskiego przemysłu amoniak może stać się neutralnym klimatycznie źródłem energii, ponieważ jest tańszy niż ciekły wodór. W centrum rozwojowym japońskiej grupy przemysłu ciężkiego IHI w Jokohamie przedstawiono pierwszą na świecie turbinę, która może być w 100% zasilana amoniakiem. Zdaniem szefa działu rozwoju IHI Nobuhiko Kuboty „udało nam się zredukować emisję gazów cieplarnianych o ponad 99%”.
Jeszcze pod koniec 2022 r. podobna koncepcja przedstawiona na konferencji technologicznej w Hamburgu budziła niedowierzanie ze względu na toksyczność amoniaku. Według Kuboty kontrola procesu pozwoliła opanować szkodliwe tlenki azotu, które mogą powstawać podczas spalania, a powstała innowacja może utorować drogę do dekarbonizacji gospodarki.
Amoniak tym samym mógłby stać się „bezemisyjną opcją” dla branż takich jak transport czy hutnictwo. Amoniak nadaje się również, jako „płynny nośnik energii”, do transportu wodoru na duże odległości, który następnie można ponownie rozłożyć na azot i wodór, co z kolei umożliwia ich łatwe przechowywanie lub przesyłanie rurociągami. Obecnie niemiecka firma energetyczna RWE, japońska firma handlowa Mitsubishi i koreańska firma chemiczna Lotte prowadzą rozmowy w sprawie budowy wielkoskalowej fabryki amoniaku, którą najprawdopodobniej zlokalizują w USA. Od 2030 r. zakład ma osiągnąć zdolność produkowania 10 mln ton związku azotowo-wodorowego rocznie.
Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Friedricha-Alexandra w Erlangen-Norymberdze potwierdziły, że „w perspektywie krótkoterminowej transport amoniaku jest szczególnie atrakcyjny”, ponieważ można wykorzystać istniejącą infrastrukturę. Kolejnym atutem jest cena, gdyż zgodnie z kalkulacją IHI tzw. zielony skroplony amoniak (wytwarzany przy użyciu energii odnawialnej) kosztuje ok. 1/3 mniej niż ciekły wodór. Ponadto ciekły amoniak ma znacznie wyższą gęstość energii niż ciekły wodór. Oznacza to, że za pomocą tej samej ilości można przetransportować więcej energii. To sprawia, że związek azotu jest interesujący dla wszystkich zastosowań, w których do tej pory wykorzystywano paliwa kopalne.
Należy również podkreślić, że w Japonii i RFN podejście do wykorzystania amoniaku jest różne. Niemcy planują stosować go głównie jako paliwo dla statków, a Japończycy zamierzają z niego produkować energię. Przyczyną są odmienne strategie energetyczne: Niemcy chcą pokryć łącznie 80% zapotrzebowania na energię elektryczną ze źródeł OZE do 2030 r. i wycofać się z energetyki węglowej w 2038 r., a do 2045 r. mieć gospodarkę neutralną dla klimatu. Japonia przyjmuje bardziej pragmatyczne podejście, ponieważ do 2050 r. 1/3 gospodarki japońskiej ma być neutralna dla klimatu, ale elektrownie gazowe i węglowe mają pozostać na długo w eksploatacji. Kraj chce jednak eksploatować swoje elektrociepłownie, w tym gazowe i węglowe. Rząd japoński koncentruje się na dywersyfikacji źródeł energii w celu zwiększenia bezpieczeństwa dostaw, a do 2050 r. zakłada, że ok. 50-60% energii będzie pochodzić z OZE (10% ma zapewniać wodór i amoniak, 30-40% elektrownie jądrowe i węglowe, a w powszechnym użyciu ma być tzw. wychwytywanie CO2 w technologii CCS).
Japończycy liczą, że ich technologia spotka się z popytem w azjatyckich państwach wschodzących ze względu na ich uwarunkowania technologiczne i finansowe. Pod względem eksportu Europa inwestuje w tzw. zielony wodór, który jest uzyskiwany przy zużyciu dużej ilości energii elektrycznej z elektrolizy wody. Japonia natomiast opiera się na strategii etapowej (w pierwszej kolejności zakłada wytwarzanie tzw. szarego wodoru z węgla i gazu, a następnie przekształcanie go w neutralny pod względem emisji „niebieski” wodór przy wykorzystywaniu technologii CCS − celem jest przyciągnięcie inwestycji, obniżenie kosztów, a później przejście na zielony wodór).
W Niemczech składowanie gazów cieplarnianych pod ziemią lub pod dnem morskim jest zabronione. Federalne Ministerstwo Gospodarki doszło ostatnio do wniosku, że „stosowanie technologii wychwytywania, składowania lub wykorzystywania dwutlenku węgla na znaczną skalę jest niezbędne do osiągnięcia celów klimatycznych”, ale z względu na „opór społeczeństwa obywatelskiego” istnieją w tej dziedzinie w RFN dotychczas jedynie projekty pilotażowe. (W. Ostant)
9 marca 2023