Kemistri atijọ ni awọn awọ tuntun

Ni ipari Oṣu Kẹsan ọdun 2020, amonia buluu akọkọ ti agbaye (1) ti o firanṣẹ lati Saudi Arabia si Japan, eyiti, ni ibamu si awọn ijabọ atẹjade, ni lati lo ninu awọn ile-iṣẹ agbara lati ṣe agbejade ina laisi itujade erogba oloro. Si awọn uniitiated, yi le dabi a bit cryptic. Njẹ epo iyanu tuntun wa?

Saudi Aramco, sile awọn irinna, produced idana nipasẹ hydrocarbon iyipada (ie awọn ọja ti o jẹri epo) si hydrogen ati lẹhinna yi ọja pada si amonia, yiya ọja carbon dioxide nipasẹ-ọja. Nitorinaa, amonia n tọju hydrogen, eyiti a tun tọka si bi hydrogen “buluu”, ni idakeji si hydrogen “alawọ ewe”, eyiti o wa lati awọn orisun isọdọtun dipo awọn epo fosaili. O tun le sun bi epo ni awọn ile-iṣẹ agbara igbona, pataki laisi itujade erogba oloro.

Kini idi ti o dara julọ lati fipamọ gbigbe hydrogen dè ni amonia ju o kan funfun hydrogen? "Amonia rọrun lati ṣe liquefy - o ni iyọkuro ni iyokuro 33 iwọn Celsius - ati pe o ni awọn akoko 1,7 diẹ sii hydrogen fun mita onigun ju hydrogen olomi lọ," gẹgẹbi iwadi nipasẹ banki idoko-owo HSBC ti n ṣe atilẹyin imọ-ẹrọ titun.

Saudi Arabia, olutaja epo ti o tobi julọ ni agbaye, n ṣe idoko-owo ni imọ-ẹrọ lati yọ hydrogen lati awọn epo fosaili ati yi ọja pada si amonia. Ile-iṣẹ Amẹrika Air Products & Kemikali Inc. ninu ooru fowo siwe adehun pẹlu Saudi ile ACWA Power International ati awọn ajo lodidi fun awọn ikole ti ojo iwaju futuristic ilu Neom (2), eyi ti ijọba fẹ lati kọ lori Okun Pupa ni etikun. Labẹ adehun naa, ohun ọgbin amonia $XNUMX bilionu kan yoo kọ ni lilo hydrogen ti o ni agbara nipasẹ awọn orisun agbara isọdọtun.

2. Ọkan ninu awọn iworan ti ojo iwaju Saudi ilu Neom.

A mọ hydrogen lati jẹ epo ti o mọ ti, nigbati o ba sun, ko mu nkan jade bikoṣe oru omi. Nigbagbogbo o gbekalẹ bi orisun nla ti agbara alawọ ewe. Sibẹsibẹ, otitọ jẹ diẹ idiju diẹ sii. Iwọntunwọnsi gbogbogbo ti awọn itujade hydrogen jẹ mimọ bi epo ti a lo lati gbejade. Ni akiyesi iwọntunwọnsi itujade lapapọ, iru awọn iru gaasi bi hydrogen alawọ ewe, hydrogen bulu ati hydrogen grẹy ti jade. hydrogen alawọ ewe O jẹ iṣelọpọ ni lilo isọdọtun nikan ati awọn orisun agbara ti ko ni erogba. hydrogen grẹy, fọọmu ti o wọpọ julọ ti hydrogen ni eto-ọrọ, jẹ iṣelọpọ lati awọn epo fosaili, afipamo pe awọn itujade hydrogen-kekere erogba jẹ aiṣedeede pupọ nipasẹ ilana iṣelọpọ. hydrogen buluu jẹ orukọ ti a fun hydrogen ti o jẹri nikan lati inu gaasi adayeba, eyiti o ni itujade erogba oloro kekere ati pe o mọ ju ọpọlọpọ awọn epo fosaili lọ.

Amonia jẹ akojọpọ kemikali ti o ni awọn ohun elo hydrogen mẹta ati moleku nitrogen kan ninu. Ni ori yii, o “fipamọ” hydrogen ati pe o le ṣee lo bi ohun kikọ sii fun iṣelọpọ “Hydrogen alagbero”. Amonia funrararẹ, bii hydrogen, kii ṣe itujade erogba oloro nigba ti a sun ni ile-iṣẹ agbara gbona. Awọ buluu ni orukọ tumọ si pe o ti ṣe ni lilo gaasi adayeba (ati ni awọn igba miiran, edu). O jẹ ọna alawọ ewe ti iṣelọpọ agbara tun nitori agbara lati mu ati sequester carbon dioxide (CCS) lakoko ilana iyipada. O kere ju iyẹn ni ohun ti ile-iṣẹ Aramco, eyiti o ṣe iru bẹ, ṣe idaniloju.

Lati bulu si alawọ ewe

Ọpọlọpọ awọn amoye gbagbọ pe ilana ti a ṣalaye loke jẹ igbesẹ iyipada nikan, ati ibi-afẹde ni lati ṣaṣeyọri iṣelọpọ daradara ti amonia alawọ ewe. Nitoribẹẹ, eyi kii yoo yato ni akojọpọ kẹmika, gẹgẹ bi buluu ko ṣe yato ninu akopọ kemikali lati eyikeyi amonia miiran. Awọn ojuami ni nìkan wipe isejade ilana ti awọn alawọ version yio patapata itujade-free ati pe kii yoo ni nkankan lati ṣe pẹlu awọn epo fosaili. Eyi le jẹ, fun apẹẹrẹ, ọgbin fun iṣelọpọ hydrogen isọdọtun, eyiti o yipada lẹhinna si amonia fun ibi ipamọ ati gbigbe ti o rọrun.

Ni Oṣu Kejila ọdun 2018, ijabọ kan ni a tẹjade nipasẹ Igbimọ Iyipada Agbara Ilu Gẹẹsi, “ajọpọ ti iṣowo, owo ati awọn oludari awujọ araalu lati gbogbo awọn ile-iṣẹ ti o gbejade ati lo agbara.” Owun to le. Gẹgẹbi awọn onkọwe, decarbonization pipe ti amonia nipasẹ ọdun 2050 jẹ imọ-ẹrọ ati ṣiṣe eto-ọrọ, ṣugbọn amonia buluu kii yoo ṣe pataki ni awọn ewadun diẹ. O yoo bajẹ jọba alawọ ewe amonia. Eyi jẹ nitori idiyele giga ti yiya 10-20% kẹhin ti CO, ijabọ naa sọ.₂ ninu ilana iṣelọpọ. Sibẹsibẹ, awọn asọye miiran ti tọka pe awọn asọtẹlẹ wọnyi da lori ipo ti aworan. Nibayi, iwadii lori awọn ọna tuntun fun iṣelọpọ ti amonia tẹsiwaju.

Fun apẹẹrẹ Matteo Masanti, ẹlẹrọ ni Casale SA (ẹgbẹ kan ti Amonia Energy Association), ṣe afihan ilana tuntun ti o ni itọsi fun "yiyipada gaasi adayeba si amonia lati dinku awọn itujade COXNUMX".₂ si afẹfẹ titi di 80% ni ibatan si awọn imọ-ẹrọ to wa ti o dara julọ”. Ni kukuru, o gbero lati rọpo ẹyọ CDR (yiyọ carbon dioxide) ti a lo lati mu erogba oloro lati awọn gaasi eefin lẹhin ijona pẹlu “imọran decarburization ti iṣaaju-iná”.

Ọpọlọpọ awọn imọran tuntun miiran wa. Ile-iṣẹ Amẹrika Monolith Materials ṣe imọran “ilana itanna tuntun kan fun yiyipada gaasi adayeba sinu erogba ni irisi soot ati hydrogen pẹlu ṣiṣe giga.” Edu kii ṣe egbin nibi, ṣugbọn nkan ti o le gba irisi ọja ti o niyelori ni iṣowo. Ile-iṣẹ fẹ lati tọju hydrogen kii ṣe ni irisi amonia nikan, ṣugbọn tun, fun apẹẹrẹ, ni methanol. eSMR tun wa, ọna ti o dagbasoke nipasẹ Haldor Topsoe lati Denmark ti o da lori lilo ina ti ipilẹṣẹ lati awọn orisun isọdọtun bi afikun orisun ti ooru ilana ni ipele ti nya atunṣe ti methane ni isejade ti hydrogen ni ohun amonia ọgbin. Awọn itujade CO ti o dinku jẹ asọtẹlẹ₂ fun iṣelọpọ amonia nipa 30%.

Bi o ṣe mọ, Orlen wa tun ṣiṣẹ ni iṣelọpọ hydrogen. O sọrọ nipa iṣelọpọ ti amonia alawọ ewe bi ibi ipamọ agbara ni Ile-igbimọ Kemikali Polish ni Oṣu Kẹsan 2020, ie. awọn ọjọ diẹ ṣaaju ilọkuro ti gbigbe ti a mẹnuba si Japan, Jacek Mendelewski, ọmọ ẹgbẹ igbimọ ti Anwil lati ẹgbẹ PKN Orlen. Ni otitọ, o ṣee ṣe amonia buluugẹgẹ bi awọn loke classification. Ko ṣe kedere lati inu alaye yii pe ọja yii ti ṣe tẹlẹ nipasẹ Anwil, ṣugbọn o le ro pe awọn ero wa ni Polandii lati ṣe agbejade o kere ju amonia buluu.