АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Зеленый аммиак четырех континентов
В соответствии с новыми директивами, суда, проходящие Панамский канал, вскоре будут заправляться зеленым аммиаком
34
Апрель 2021 The Chemical Journal
©AP Photo/Arnulfo Franco
По мере запуска новых мощностей по выпуску чистого аммиака объем мирового рынка аммиака увеличится в десятки раз
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Маргарита Гусева
И
нтерес к зеленому аммиа- генерацию, строительство установок достаточно много экспортирует, ее доля ку как к носителю водо- электролиза и синтеза аммиака. на мировом рынке 15 %. рода в последние два года Необходимо отметить, что среди хистоль же высок, как и к са- Старый аммиак мических компаний и акционеров коммому водороду, особенно паний в рейтинге Forbes лидируют пров разрезе ориентированных на экспорт Мировое производство аммиака к кон- изводители удобрений. цу 2020 года составляло 180 млн т в год. инвестиций. Цены на аммиак последние годы лиСписок экспортных проектов зеле- Более 80 % производимого объема пред- хорадило, что вынудило многие компаного аммиака в настоящее время вклю- назначено для выпуска удобрений. нии снизить объемы выпуска или вовсе Аммиак также применяется в про- остановить производство. чает около 20 промышленных объектов по всему миру. Их совокупная мощ- изводстве пластмасс, волокон, взрывНаступающая эра декарбонизации чатых веществ, азотной кислоты предрекает рынку аммиака устойчиво ность превышает 15 млн т в год. Мощность одного только Asian и полупродуктов для выпуска ЛКМ растущий спрос, однако дополнительRenewable Energy Hub (AREH) в Ав- и фармпрепаратов. Пятерка лидеров ные, экологические миллиарды достастралии, ориентированного в основ- в производстве аммиака — Китай, Рос- нутся только тем его представителям, ном на экспорт в Японию, достигает сия, Индия, США, Тринидад и Тобаго. которые сумеют сделать свои произЕсли первые четыре страны боль- водства «зелеными». 10 млн т в год. Другой амбициозный проект — шую часть произведенного аммиака Использование аммиака в качестве Neom в Саудовской Аравии, в рамках потребляют сами, то Тринидад и Тоба- энергоносителя может привести к увекоторого в создание мощностей по вы- го в основном экспортирует. личению спроса на рынке со 180 млн В России, на долю которой прихо- до нескольких миллиардов тонн. пуску почти 1,2 млн т в год зеленого амдится 9 % мирового производства аммиака вкладывается 5 млрд $. В отличие от традиционного аммиаОба проекта подразумевают ин- миака, внутреннее потребление состав- ка, который производится из природвестиции в ветряную и солнечную ляет около 75 %. Вместе с тем, Россия ного газа, зеленый аммиак выпускается
Источник: Argus Media
Рис. 1. Запланированные мощности зеленого аммиака по состоянию на январь 2021 г. Источник энергии Солнце и ветер Солнце Ветер Солнце, ветер, электросети Электросети ГЭС Мощность, тыс. т в год > 1650 1200 800 400 <4
The Chemical Journal Апрель 2021
35
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА Схема 1. Карта «аммиачной экономики», в которой все источники энергии основаны на аммиаке.
гло ба
трубопроводы
й экспорт ны ль
трубопроводы
Источник: CellPress, A Roadmap to the Ammonia Economy, 2020.
Кругов оро т аз ота
Возобновляемая энергия
Электрохимическая конверсия
Хранение и распределение
с использованием зеленой энергии аммиака на единственном агрегате и электролизеров, через получаемый мощностью около 700 тыс. т в год. из воды водород. При этом азот извлеCaribbean Nitrogen Company (CNC) кают из воздуха, используя воздухораз- выпускает 500 тыс т, Nitrogen 2000 делительные установки. (N2000) — также 500 тыс т. Methanol Holdings Trinidad Limited Тринидад и Тобаго (MHTL) управляет агрегатом такой же мощности, как CNC и N2000. ПроОтличные перспективы в производстве изводитель перерабатывает весь аммизеленого аммиака у Тринидада. На ост- ак в карбамид, азотную кислоту, селитру, рове сосредоточен веер производствен- КАС, меламин, поэтому не экспортиных мощностей. рует аммиак. Крупнейший комплекс из четыМировой лидер азотных удобререх агрегатов в индустриальном пар- ний — норвежская Yara — также имеет ке Point Lisas принадлежит мировому свое производство на Тринидаде. Это салидеру производства минудобрений мый маленький из азотных химзаводов Nutrien. Кластер способен выпускать в Тринидаде, с потенциальной мощно2 млн т аммиака в год. стью около 310 тыс. т аммиака в год. Вторые по размеру мощности в Point Треть аммиачного экспорта ТриниLisas принадлежат Trinidad Nitrogen Co., дада и Тобаго приходится на США. работающей на двух агрегатах совокупВозможно, поэтому зеленые ининой мощностью около 1 млн тонн в год. циативы администрации Байдена деСовместный проект Koch Fertilizer лают островное государство перспекLLC и CF Industries Holdings Inc. тивным для инвестиций в технологии под названием Point Lisas Nitrogen безуглеродного производства аммиака, Limited (PLNL) занимает третье ме- которые будут осуществлены в обозристо по суммарному объему выпуска мой перспективе. 36
Развитая портовая инфраструктура позволяет Тринидаду стать главной карибской заправкой для судов на аммиаке. Но для этого острову и вендорам, ведущем производство, понадобится построить новые мощности и обеспечить их энергетической инфраструктурой. Таким образом, доля Тринидада на возникающем рынке зеленого аммиака будет расти. Одновременно, по мере появления и роста новых производств, отвечающих требованиям зеленой экономики, доля российских компаний на мировом рынке аммиака станет снижаться.
Комбинированное решение Технологию безболезненного перехода к получению аммиака нового поколения на старых производственных мощностях предложила компания Haldor Topsoe. Topsoe предложила внедрить модуль электролиза на существующем производстве углеводородного аммиака — так, Апрель 2021 The Chemical Journal
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА что без радикальной реконструкции предприятие сможет производить зеленый аммиак в объеме 10 % от имеющегося производства. Далее, когда рыночный спрос на зеленый аммиак возрастет, существующий завод может быть дополнительно модернизирован с наращиванием доли в 10 %. Haldor Topsoe предлагает на первом этапе пустить зеленый модуль и добавлять чистый аммиак в имеющиеся объемы, полученные старым способом. В то же время, крупнейшие производители «старого» аммиака демонстрируют более радикальный настрой. Агрохимический гигант Yara реконструирует существующее производство аммиака Пуск мощности зеленого аммиака от Yara International в австралийском регионе Пилбара в Норвегии мощностью 500 тыс. т под намечен на 2023 год, направление экспорта — Япония. Yara, владеющая 17 заводами выпуск зеленого аммиака: расчеты по- традиционного аммиака по всему миру, планирует открыть производство зеленого казали, что модернизация площад- аммиака также в Норвегии и Нидерландах. ки окажется быстрее и выгоднее, чем строительство нового завода. Yara, лидер мирового рынка азотных Принятие новых стандартов между- разрабатываются технологии для знаудобрений, планирует играть заметную народного судоходства сделает в обо- чительного увеличения энергоэффекроль на вновь возникающем рынке су- зримой перспективе невозможным ис- тивности данной схемы. Малайзийская судоходная компапользование углеводородного топлива дового топлива нового поколения. ния MISC, Samsung Heavy Industries В августе 2020 года Alfa Laval, Hafnia, в качестве судового. В качестве замены сейчас рассма- (SHI), Lloyd’s Register и MAN Energy Haldor Topsoe, Vestas и Siemens Gamesa выпустили совместный доклад «Ammonfuel — триваются несколько вариантов, ос- Solutions объявили, что начали совместную работу над созданием танкеan industrial view of ammonia as a marine новные — водород и аммиак. Аммиак возможно не только сжигать ра, использующего в качестве топлива fuel», позволяющий оценить перспективы глобального перевода морского транс- как судовое топливо, но и использовать аммиак. Норвежская нефтяная компания в топливных батареях на судах. порта на новый вид топлива. Equinor в партнерстве с морской техАммиак и водород Судовое топливо нологической компанией Eidesvik намерены переоборудовать судно Viking Аммиак считается основным видов бу- Наиболее заметное преимущество ам- Energy, чтобы к 2024 г. оно работало дущего топлива в судовых перевоз- миака по сравнению с водородом — на аммиаке. ках, использование которого может легкость в хранении и транспортировКруизная компания Color Fantasy, помочь достижению целевых уров- ке, что приобретает особое значение, чьи лайнеры курсируют между норвежней по выбросам CO2 для судоходства когда аммиак является товарным гру- ским Осло и германским Килем, также к 2030 и 2050 гг. зом и подлежит трансконтинентальной работает в указанном направлении. Кроме того, аммиак рассматривает- перевозке. Nordic Innovation объявила, что фися как способ депонирования, хранеВ качестве источника энергии амми- нансирует ряд проектов для создания ния и дальних перевозок возобновляе- ак в девять раз мощнее литиево–ион- экологически чистого судового топмых энергоносителей, а именно как ных батарей и почти в два раза энерге- лива, включая Nordic Green Ammonia способ безопасной транспортировки тически плотнее жидкого водорода. Powered Ships (NoGaps). Партнерами водорода. При этом аммиак легче транспор- Nordic Innovation являются судоходная В любом случае, наиболее значи- тировать, чем жидкий водород, ис- компания Lauritzen Kosan, а также Yara тельным стимулом к внедрению ново- пользуя имеющиеся технологии International. Целью данных исследого парка двигателей и судов станет из- и инфраструктуру. ваний является создание работающего менение законодательных требований В будущем аммиак будет использо- на аммиаке судового двигателя к 2025 г. к применяемому на водном транспор- ваться как топливо непосредственно, Датская компания Haldor Topsoe те топливу и карбоновому следу таких а также как временный способ депони- выпустила отчет для судостроительперевозок. рования и доставки водорода — в слу- ной и судоходной отраслей (info.topsoe. К слову, с начала 2020 года введены но- чаях, когда для целей конечного потре- com/green-ammonia), где содержится вые требования IMO 2020, ограничиваю- бителя необходим именно водород. пошаговая инструкция, объясняющая, щие содержание серы в судовом топливе. что потребуется для перехода на аммиСледующий шаг — требование к со- Проекты ак в качестве судового топлива. Кроме кращению выбросов CO2. И этот шаг того, в отчете уделено внимание имеюсделан. Пока планируется добиться Получение аммиака при помощи элек- щимся мощностям по хранению амснижения выбросов на 40 % к 2030 г. тролизера, работающего на возобнов- миака, например, аммиачным резери на 70 % — к 2050 г., по сравнению ляемой энергии, — не новая концепция. вуарам, которые можно использовать Однако именно сейчас интенсивно как заправочные хабы. с уровнями 2008 г. The Chemical Journal Апрель 2021
37