Amoniac dễ thay thế nhiên liệu than và nhu cầu ở châu Á có khả năng tăng

Amoniac dễ thay thế nhiên liệu than và nhu cầu ở châu Á có khả năng tăng

    From Chisato Horiuchi in Tokyo, Japan

    Amoniac dễ thay thế nhiên liệu than và nhu cầu ở châu Á có khả năng tăng
    Mitsubishi Heavy Industries sẽ phát triển thiết bị có thể sử dụng amoniac ngay cả trong các tuabin lớn với công suất trên 200.000 kW. Ôxít nitơ (NOx) được tạo ra trong thiết bị phát điện bằng amoniac thông thường không được thải ra ngoài và có thể giảm tải môi trường. Amoniac dễ dàng chuyển đổi từ sản xuất nhiệt điện than, vốn phổ biến ở châu Á, và ngày càng có nhiều lời kêu gọi đa dạng hóa các nguồn năng lượng do cuộc khủng hoảng ở Ukraine. Mặt khác, có lo ngại rằng sẽ thiếu hụt trong tương lai, và việc cải thiện mạng lưới mua sắm và hiệu suất phát điện sẽ là một vấn đề.

    Tua bin khí lớn do Mitsubishi Heavy Industries phát triển sử dụng một phần nhiệt thải trên 600 độ C sinh ra trong quá trình vận hành để phân hủy amoniac hóa lỏng thành nitơ và hydro. Hydro chiết xuất được đốt cháy để vận hành tuabin khí, và nhiệt sẽ phân hủy amoniac hóa lỏng một lần nữa.
    Thiết bị mới sẽ được thương mại hóa vào những năm 2030. Đó là một tính toán rằng một hộ gia đình nói chung có thể cung cấp điện cho khoảng 25.000 hộ gia đình. Trong một số trường hợp, nếu các thiết bị khí hóa và đốt than hiện có được tân trang và lắp đặt, chi phí lắp đặt có thể giảm xuống khoảng 10% so với việc lắp đặt mới các tuabin hydro.

    Mặc dù hydro và amoniac không tạo ra carbon dioxide (CO2) khi đốt cháy, nhưng cấu trúc tuabin tương ứng là khác nhau. Hiện tại, hydro đang dẫn đầu ứng dụng để sản xuất điện, và việc trình diễn công nghệ lên đến 570.000 kW đang được tiến hành. Amoniac cũng cần phải đối phó với NOx, một chất gây ô nhiễm không khí được tạo ra trong quá trình đốt cháy.

    Ngoài ra, thiết bị phát điện có công suất càng lớn thì số lượng lắp đặt cho nhu cầu điện năng cần thiết càng nhỏ và việc quản lý thiết bị càng hiệu quả.

    Mitsubishi Heavy Industries đặt mục tiêu thương mại hóa các tuabin khí vừa và nhỏ với công suất trên 40.000 kW tự đốt amoniac trong thời gian sớm nhất là 25 năm. Nhiên liệu là 100% amoniac. Các sản phẩm quy mô vừa và nhỏ dành cho sản xuất điện tư nhân trong các nhà máy, v.v. và nhu cầu chủ yếu được kỳ vọng ở Đông Nam Á, nơi có tỷ lệ tự cung cấp nhiên liệu thấp, chẳng hạn như Singapore.

    Các công ty công nghiệp nặng khác cũng sẽ tập trung vào việc sử dụng amoniac. IHI sẽ thúc đẩy phát triển công nghệ trong toàn bộ mạng lưới cung ứng từ sản xuất đến vận chuyển và sử dụng. Tại Úc, chúng tôi đặt mục tiêu sản xuất và xuất khẩu "amoniac xanh" sử dụng điện có nguồn gốc từ năng lượng tái tạo với sự hợp tác của Marubeni và những người khác.

    Hydro được sản xuất bằng cách sử dụng sản xuất năng lượng thủy điện và máy điện phân nước trong nhà để tổng hợp amoniac. Cuộc khảo sát thương mại hóa đã hoàn thành và có thể xuất khẩu hàng trăm nghìn tấn amoniac hàng năm sang Nhật Bản và châu Á vào năm 2013.

    Thông qua công ty con Niigata Power Systems (Chiyoda, Tokyo), chúng tôi cũng sẽ phát triển một tàu vận tải có thể chở một lượng lớn amoniac sử dụng Nippon Yusen và các loại khác làm nhiên liệu. Tại nhà máy nhiệt điện của JERA, trong đó TEPCO Holdings và Chubu Electric Power có 50-50 cổ phần, các thí nghiệm sử dụng amoniac làm nhiên liệu cũng sẽ bắt đầu. Kawasaki Heavy Industries đã thương mại hóa một tàu sân bay lớn có thể sử dụng cả khí hóa lỏng (LPG) và amoniac làm nhiên liệu vào năm 2009.
    Có hai lý do tại sao các công ty đang tập trung vào amoniac. Đầu tiên là tính dễ sử dụng.

    Nhiệt độ hóa lỏng của amoniac là âm 33 độ. So với cùng 253 độ hydro, nó gần với nhiệt độ bình thường hơn và chi phí làm mát có thể được giảm bớt. Có nhiều quốc đảo ở Châu Á, và rất khó để đặt đường ống. Amoniac dễ vận chuyển bằng đường biển và nhu cầu dự kiến ​​sẽ mở rộng chủ yếu ở châu Á.

    Hơn nữa, có thể dễ dàng chuyển từ sản xuất nhiệt điện than, vốn phổ biến ở châu Á. Tốc độ đốt cháy tương tự như tốc độ đốt của than, và nó có thể được sử dụng để cải tạo quy mô nhỏ các nhà máy nhiệt điện than hiện có. Hiệu suất đốt cháy tương đương với khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) và hydro, và chi phí phát điện là 23,5 yên mỗi kilowatt giờ. Chi phí vận chuyển có thể được giảm xuống dưới một phần tư lượng hydro được thêm vào.

    Theo chuyên gia theo dõi carbon của một tổ chức tư vấn của Anh, châu Á chiếm 80% các nhà máy nhiệt điện than mới và 75% các nhà máy nhiệt điện than hiện có trên thế giới. Theo khảo sát của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), châu Á - Thái Bình Dương chiếm 70% nhu cầu năng lượng của thế giới, và nhiệt điện than dự kiến ​​sẽ chiếm 40% tổng nguồn điện trong 40 năm tới.

    Theo Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp, thị trường amoniac toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng lên 750 tỷ yên trong 30 năm và 7,3 nghìn tỷ yên vào năm 1950, và sự mở rộng nhu cầu ở châu Á là động lực. Ở Nhật Bản cũng vậy, chúng tôi đặt mục tiêu phát triển mạng lưới cung ứng 100 triệu tấn vào năm 1950.

    Thách thức là mở rộng mạng lưới cung cấp. Khoảng 80% sản lượng amoniac trên thế giới là để làm phân bón, và nó hầu như không được sử dụng để sản xuất điện hiện nay. Nếu nhu cầu điện năng tăng lên, sự cân bằng giữa cung và cầu trong các ngành công nghiệp hiện tại có thể bị phá vỡ và có thể xảy ra tình trạng thiếu hụt nguồn cung. Bản thân amoniac là chất độc và khó quản lý so với các hóa chất khác.

    Để mở rộng mạng lưới cung cấp amoniac, cần tăng nhu cầu trong lĩnh vực năng lượng bằng cách tăng quy mô và hiệu quả của các cơ sở sản xuất. Khi nguồn cung cấp năng lượng trên thế giới trở nên không ổn định do tình hình ở Ukraine, chìa khóa để sử dụng rộng rãi là khả năng thiết lập công nghệ sản xuất ở giai đoạn đầu.

    Zalo
    Hotline