1 世紀にわたるカーボンピークとカーボンニュートラルの熱狂の中で、世界中の国々が次世代のエネルギー技術と環境に優しいエネルギー技術を積極的に模索しています。アンモニア最近世界的に注目を集めています。水素と比較すると、アンモニアは貯蔵と輸送における明らかな利点により、最も伝統的な農業肥料分野からエネルギー分野にまで拡大しています。

オランダのトゥエンテ大学の専門家ファリア氏は、炭素価格の上昇により、グリーンアンモニアが将来の液体燃料の王になる可能性があると述べた。

では、緑色アンモニアとは一体何なのでしょうか？その開発状況はどうなっているのでしょうか？応用シナリオは何ですか?経済的ですか？

グリーンアンモニアとその開発状況

水素は主原料ですアンモニア生産。したがって、水素製造プロセスにおける炭素排出の違いに応じて、アンモニアは色によって次の 4 つのカテゴリに分類することもできます。

グレーアンモニア：伝統的な化石エネルギー（天然ガスと石炭）から作られています。

ブルーアンモニア: 生の水素は化石燃料から抽出されますが、精製プロセスでは炭素回収および貯蔵技術が使用されます。

青緑色のアンモニア: メタンの熱分解プロセスにより、メタンが水素と炭素に分解されます。その過程で回収された水素は、グリーン電力を利用してアンモニアを製造する原料として使用されます。

グリーンアンモニア：風力や太陽光などの再生可能エネルギーで発電したグリーン電力を利用して水を電気分解して水素を製造し、空気中の窒素と水素からアンモニアを合成します。

グリーンアンモニアは燃焼後に窒素と水が生成され、二酸化炭素を発生しないため、「ゼロカーボン」燃料として将来的に重要なクリーンエネルギー源の一つと考えられています。

地球規模の緑アンモニア市場はまだ初期段階にあります。世界的な観点から見ると、グリーンアンモニア市場規模は2021年に約3,600万米ドル、2030年には54億8,000万米ドルに達すると予想されており、年平均複合成長率は74.8%であり、大きな可能性を秘めています。雲島キャピタルは、世界のグリーンアンモニアの年間生産量は2030年に2000万トンを超え、2050年には5億6000万トンを超え、世界のアンモニア生産量の80％以上を占めると予測している。

2023年9月の時点で、世界中で60以上のグリーンアンモニアプロジェクトが展開されており、計画されている合計生産能力は年間3,500万トン以上となっています。海外のグリーンアンモニアプロジェクトは主にオーストラリア、南米、ヨーロッパ、中東に展開されています。

2024年以降、中国国内のグリーンアンモニア産業は急速に発展しています。不完全な統計によると、2024 年以降、20 以上のグリーン水素アンモニア プロジェクトが推進されています。 Envision Technology Group、China Energy Construction、State Power Investment Corporation、State Energy Groupなどがグリーンアンモニアプロジェクトの推進に2000億元近くを投資しており、将来的には大量のグリーンアンモニア生産能力が解放されることになる。

グリーンアンモニアの応用シナリオ

グリーンアンモニアはクリーンエネルギーとして、将来的にはさまざまな応用シナリオが考えられます。従来の農業および工業用途に加えて、主に混合発電、輸送燃料、炭素固定、水素貯蔵およびその他の分野も含まれます。

1.海運業

海運による二酸化炭素排出量は、世界の二酸化炭素排出量の 3% ～ 4% を占めます。 2018年、国際海事機関は温室効果ガス排出削減に関する暫定戦略を採択し、世界の海運における炭素排出量を2030年までに2008年比で少なくとも40％削減し、2050年までに70％削減するよう努めることを提案した。海運業界で炭素削減と脱炭素化を達成するには、化石エネルギーに代わるクリーン燃料が最も有望な技術手段です。

海運業界では一般に、グリーンアンモニアが将来の海運業界の脱炭素化に向けた主要燃料の一つであると考えられています。

ロイド船級協会はかつて、2030年から2050年の間に、船舶燃料としてのアンモニアの割合が7％から20％に増加し、液化天然ガスや他の燃料に代わって最も重要な船舶燃料になると予測した。

2. 発電産業

アンモニアアンモニア混合燃焼は燃焼によってCO2が発生しないため、ボイラー本体を大幅に改造することなく、既存の石炭火力発電所の設備を活用できます。石炭火力発電所における二酸化炭素排出量削減に有効な対策です。

7 月 15 日、国家発展改革委員会と国家エネルギー局は「石炭火力発電の低炭素転換および建設に関する行動計画（2024 ～ 2027 年）」を発表し、その中で、石炭火力発電所は転換および建設後に以下の措置を講じるべきであると提案した。 10％以上の緑色アンモニアを混合して石炭を燃焼させる能力。消費量と炭素排出レベルが大幅に削減されます。火力発電ユニットにアンモニアまたは純粋なアンモニアを混合することは、発電分野における炭素排出削減にとって重要な技術的方向性であることがわかります。

日本はアンモニア混合燃焼発電の主要な推進国である。日本は2021年に「2021～2050年日本のアンモニア燃料ロードマップ」を策定し、2025年までに火力発電所で20％配合したアンモニア燃料の実証・検証を完了する予定。アンモニア混合技術が成熟するにつれて、この割合は 50% 以上に増加します。 2040年頃までに、純粋なアンモニア発電所が建設される予定です。

3. 水素貯蔵キャリア

アンモニアは水素貯蔵担体として使用され、アンモニアの合成、液化、輸送、気体状の水素の再抽出というプロセスを経る必要があります。アンモニアと水素の変換プロセス全体は成熟しています。

現在、水素の貯蔵・輸送には主に6つの方法がある：高圧ボンベ貯蔵・輸送、パイプライン気体加圧輸送、低温液体水素貯蔵・輸送、液体有機貯蔵・輸送、液体アンモニア貯蔵・輸送、金属固体水素の貯蔵と輸送。このうち液体アンモニアの貯蔵・輸送は、アンモニアの合成、液化、輸送、再ガス化を経て水素を取り出すものである。アンモニアは-33℃または1MPaで液化します。水素化・脱水素化のコストが85％以上を占めます。輸送距離の影響を受けず、バルク水素の中長距離貯蔵・輸送、特に海上輸送に適しています。これは、将来の水素の貯蔵と輸送の最も有望な方法の 1 つです。

4. 化学原料

グリーン窒素肥料およびグリーン化学物質の主原料としての可能性がある、グリーンアンモニア「グリーンアンモニア+グリーン肥料」および「グリーンアンモニア化学」産業チェーンの急速な発展を強力に推進します。

化石エネルギーから作られる合成アンモニアと比較すると、グリーンアンモニアは2035年までに化学原料として有効な競争力を形成できないと予想されています。