Производство аммиака для удобрений, которое имеет один из самых больших выбросов углекислого газа среди промышленных процессов, вскоре может стать возможным на фермах с использованием недорогих, энергосберегающих и экологически чистых технологий. Исследователи из UNSW в Сиднее и их коллеги разработали инновационную технологию устойчивого производства аммиака в больших масштабах.
До сих пор производство аммиака основывалось на высокоэнергетических процессах , которые оставляют огромный глобальный углеродный след: температура более 400 °C и давление, превышающее 200 атмосфер, составляют 2% мировой энергии и 1,8% выбросов CO2. 2 .
Но исследователи придумали метод, который значительно повышает энергоэффективность , делая при этом экологически безопасный аммиак экономически целесообразным. Новая технология устраняет необходимость в высоких температурах, высоком давлении и обширной инфраструктуре при производстве аммиака.
В статье, опубликованной недавно в журнале « Прикладной катализ B: Экология» , авторы показывают, что разработанный ими процесс позволил осуществить крупномасштабный синтез «зеленого» аммиака за счет повышения его энергоэффективности и производительности.
Основа этого исследования, ранее опубликованная той же исследовательской группой, уже была лицензирована австралийским отраслевым партнером PlasmaLeap Technologies в рамках программы обмена знаниями UNSW. Его планируется внедрить в сельскохозяйственную отрасль Австралии, при этом прототип уже масштабирован и готов к использованию.
Последнее исследование является продолжением исследования по проверке концепции, проведенного той же исследовательской группой UNSW три года назад, и привело к значительному прогрессу в области энергоэффективности и производительности, что привело к повышению коммерческой прибыльности.
Исследование также открывает возможность использовать «зеленый» аммиак на рынке транспорта водорода, поскольку жидкий аммиак (NH 3 ) может хранить больше водорода в меньшем пространстве, чем сжиженный водород (H 2 ), что делает транспортировку водородной энергии более экономичной.
Чистые нулевые цели
Хотя традиционный процесс, используемый для производства аммиака, является особенно энергоемким и в значительной степени зависит от ископаемого топлива в качестве основного источника энергии и водорода, он сыграл важную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и поддержании растущего населения планеты.
Доктор Али Джалили, руководитель исследования и бывший член Австралийского исследовательского совета DECRA в Университете Нового Южного Уэльса, говорит, что принятие устойчивого подхода к производству аммиака имеет решающее значение для достижения глобальных целей с нулевым уровнем выбросов.
«В настоящее время традиционный метод производства аммиака, известный как процесс Хабера-Боша, дает 2,4 тонны CO 2 на тонну аммиака, что эквивалентно примерно 2% мировых выбросов углерода. Кроме того, технология Хабера-Боша экономически жизнеспособна только в Крупномасштабные и централизованные объекты. Следовательно, транспортировка от этих объектов к фермам увеличит выбросы CO 2 на 50%», — говорит он.
«Удобрения на основе аммиака находятся в критическом дефиците из-за перебоев в международных цепочках поставок и геополитических проблем, которые влияют на нашу продовольственную безопасность и производственные затраты.
«Это, вместе с его потенциалом для хранения и транспортировки водородной энергии, делает аммиак ключевым фактором в инициативах Австралии по возобновляемой энергетике, позиционируя страну среди лидеров в экспорте и использовании возобновляемых источников энергии».
По словам доктора Джалили, помимо решения экономических и логистических проблем, связанных с прерывистыми источниками энергии для городов и ферм, для полного раскрытия его потенциала «необходимо создать децентрализованный и энергоэффективный метод производства, который сможет эффективно использовать излишки возобновляемой электроэнергии».
