1世紀に渡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、世界中の国々は次世代のエネルギー技術とグリーンエネルギーを積極的に模索しています。アンモニア近年、アンモニアは世界的な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・輸送における明らかな利点から、最も伝統的な農業用肥料分野からエネルギー分野へと拡大しています。

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者になるかもしれないと述べた。

では、グリーンアンモニアとは一体何でしょうか？開発状況はどうなっているのでしょうか？応用シナリオはどのようなものでしょうか？経済的でしょうか？

グリーンアンモニアとその開発状況

水素は、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量の違いに応じて、アンモニアは色によって以下の4つのカテゴリーに分類することもできます。

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

ブルーアンモニア: 原料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・貯留技術が使用されます。

ブルーグリーンアンモニア：メタン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。回収された水素は、グリーン電力を用いてアンモニアを製造するための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使って水を電気分解して水素を生成し、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を生成し、二酸化炭素を排出しないため、「ゼロカーボン」燃料として将来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。

グローバルグリーンアンモニアグリーンアンモニア市場はまだ初期段階にあります。世界的に見ると、グリーンアンモニア市場規模は2021年時点で約3,600万米ドルで、2030年には54億8,000万米ドルに達すると予想されており、年平均成長率は74.8%と、大きな潜在性を秘めています。雲道資本は、グリーンアンモニアの世界生産量は2030年には2,000万トンを超え、2050年には5億6,000万トンを超え、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ます。

2023年9月現在、世界中で60件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、総生産能力は年間3,500万トン以上を計画しています。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、中東に分布しています。

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件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。エンビジョンテクノロジーグループ、中国能源建設、国家電力投資公司、国家能源集団などは、グリーンアンモニアプロジェクトの推進に2,000億人民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でしょう。

グリーンアンモニアの応用シナリオ

クリーンエネルギーであるグリーンアンモニアは、将来的に様々な応用シナリオが期待されています。従来の農業や工業用途に加え、主に混合発電、船舶燃料、炭素固定、水素貯蔵などの分野にも応用されます。

1. 海運業界

海運からの二酸化炭素排出量は、世界の二酸化炭素排出量の3～4%を占めています。国際海事機関（IMO）は2018年に温室効果ガス排出削減のための予備戦略を採択し、2030年までに世界の海運からの二酸化炭素排出量を2008年比で少なくとも40%削減し、2050年までに70%削減を目指すことを提案しました。海運業界における二酸化炭素削減と脱炭素化を実現するためには、化石燃料に代わるクリーン燃料の利用が最も有望な技術的手段です。

海運業界では、グリーンアンモニアは将来、海運業界の脱炭素化に向けた主要燃料の一つになると一般的に考えられています。

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、液化天然ガスなどの燃料に取って代わり、最も重要な船舶燃料になると予測していました。

2. 発電産業

アンモニアアンモニア混焼はCO2を排出せず、ボイラ本体に大きな改造を加えることなく既存の石炭火力発電所の設備を活用することができるため、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となります。

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化転換・建設行動計画（2024～2027年）」を公布し、転換・建設後の石炭火力発電ユニットは10%以上のグリーンアンモニアを混合して石炭を燃焼させる能力を備えるべきであると提案した。これにより、消費量と炭素排出量が大幅に削減される。火力発電ユニットにアンモニアまたは純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量削減の重要な技術方向であることがわかる。

日本はアンモニア混合燃焼発電の主要な推進国です。2021年には「2021-2050年 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におけるアンモニア20%混合燃料の実証・検証を完了する予定です。アンモニア混合技術の成熟に伴い、この割合は50%以上に増加し、2040年頃までに純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キャリアとして使用され、アンモニアの合成、液化、輸送、そして気体水素の再抽出というプロセスを経る必要があります。アンモニアから水素へ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つの方法があります。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、液体有機物貯蔵・輸送、液体アンモニア貯蔵・輸送、金属固体水素貯蔵・輸送です。そのうち、液体アンモニア貯蔵・輸送は、アンモニア合成、液化、輸送、再ガス化を経て水素を取り出す方法です。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%以上を占めています。輸送距離に左右されず、バルク水素の中長距離貯蔵・輸送、特に海上輸送に適しており、将来最も有望な水素貯蔵・輸送方法の一つです。

4. 化学原料

潜在的なグリーン窒素肥料およびグリーン化学品の主原料として、グリーンアンモニア「グリーンアンモニア＋グリーン肥料」と「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年までは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ます。