Tiềm năng của các máy điện phân PEM của Plug: Sản xuất Amoniac khử cacbon

Tiềm năng của các máy điện phân PEM của Plug: Sản xuất Amoniac khử cacbon

    ngăn xếp sản xuất

    Amoniac là nguồn nhiên liệu cơ bản quan trọng đóng vai trò là đầu vào chính cho phân bón nitơ được sử dụng trong sản xuất lương thực.

    Amoniac quan trọng như thế nào? Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã kết luận rằng khoảng 70% sản lượng của nó, một hợp chất hóa học kết hợp nitơ và hydro thành NH3 thông qua quy trình Haber-Bosch, được sử dụng làm phân bón đầu vào cho các loại cây trồng như lúa mì và ngô trên toàn cầu. Ở Mỹ, con số đó thậm chí còn cao hơn ở mức 90% .

    Nhưng mặc dù là yếu tố then chốt để đưa thức ăn lên bàn, các nhà sản xuất amoniac hiện cũng phụ thuộc rất nhiều vào khí đốt tự nhiên để sản xuất ra nó. Và kết quả là amoniac hiện tạo ra 1,3% tổng lượng khí thải CO2 , cũng như 2% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu. Để hiểu lý do tại sao, đây là một số điều cơ bản về cách hoạt động của quá trình sản xuất amoniac.

    Sản xuất amoniac thông qua Haber-Bosch, quy trình sử dụng chất xúc tác kim loại ở nhiệt độ và áp suất cao, được cung cấp năng lượng bằng khí tự nhiên. Theo một nghiên cứu năm 2021 được công bố trên tạp chí Joule, quá trình tiêu thụ khí đốt tự nhiên diễn ra trong quá trình đó chiếm tổng cộng từ 3 đến 5% sản lượng khí đốt tự nhiên của thế giới và 1-2% nguồn cung cấp năng lượng nói chung của thế giới .

    Với 70% tổng lượng amoniac hiện được sản xuất từ ​​khí đốt tự nhiên và phần còn lại đến từ than đá, việc sản xuất theo nguyên trạng sẽ gây ra biến đổi khí hậu. EIA đã phỏng đoán rằng amoniac không phải là chất xanh “thiêu thải gấp đôi so với sản xuất thép thô và bốn lần so với sản xuất xi măng, trên cơ sở phát thải CO2 trực tiếp.”

    Nhưng Plug, thông qua các máy điện phân màng trao đổi proton (PEM), có thể giảm thiểu lượng khí thải nhà kính hiện có trong quá trình sản xuất amoniac và làm cho phân bón amoniac làm thực phẩm quan trọng trở nên bền vững hơn. Với việc các bên liên quan đang thúc đẩy các tác nhân công nghiệp xanh hóa quy trình sản xuất của họ, công nghệ của Plug có khả năng hỗ trợ các nhà sản xuất khử cacbon hợp chất hóa học thành amoniac xanh. 

    Máy điện phân của Plug sử dụng điện để sản xuất hydro từ các phân tử nước trong một quá trình gọi là điện phân. Sản phẩm phụ duy nhất trong quá trình này là oxy, so với quá trình tái tạo hơi nước-mêtan (SMR) truyền thống, tách hydro khỏi khí tự nhiên và tạo ra lượng khí thải nhà kính đáng kể.

    sản phẩm điện phân

    Lợi ích của Máy điện phân PEM của Plug đối với Amoniac

    Trái ngược với quy trình sản xuất amoniac SMR, các máy điện phân của Plug không chỉ tốt hơn cho hành tinh mà còn cắt giảm chi phí trong tương lai do giá khí tự nhiên hàng hóa được dự báo tiếp tục tăng trong khi giá năng lượng tái tạo giảm .

    Cơ hội là cơ hội lớn đối với hydro xanh và amoniac xanh, với 43,5% tổng lượng tiêu thụ hydro toàn cầu hiện đang diễn ra trong sản xuất amoniac. Và khi giá cả toàn cầu tăng lên do áp lực địa chính trị, việc sử dụng amoniac xanh cũng tăng lên.

    Dữ liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ từ tháng 5 năm 2022 cho thấy giá amoniac ở Hoa Kỳ đã tăng gấp sáu lần trong hai năm trước đó do cú sốc giá của thị trường khí đốt tự nhiên quốc tế.

    Những động lực định giá này đã cho thấy người mua sẵn sàng mua amoniac xanh như một giải pháp thay thế.

    Ví dụ, amoniac xanh được sản xuất thông qua quá trình điện phân nhận được giá chào bán mỗi tấn cao hơn sáu lần so với amoniac thông thường từ một cơ sở ở Louisiana thuộc sở hữu của CF Industries. Yara Fertilizers cũng vậy, gần đây đã tuyên bố giá khí đốt tự nhiên toàn cầu đã khiến một số nhà máy phải đóng cửa . Nông dân Mỹ cũng đã cân nhắc chuyển đổi cây trồng để giảm bớt gánh nặng về giá cả.

    Ngoài việc tiết kiệm chi phí, hydro được tạo ra từ các sản phẩm máy điện phân của Plug còn được điều áp trước để giảm nhu cầu nén ở hạ nguồn. Chỉ riêng việc điều áp này đã làm giảm mức tiêu thụ năng lượng cần thiết để sản xuất amoniac xanh từ 2-5% trong khi giảm mức tiêu thụ điện năng xuống khoảng hai lần, tiếp tục giảm chi phí nén. Điều này cắt giảm chi phí và khí thải đồng thời.

    Nhìn chung, sử dụng hydro xanh trong sản xuất amoniac có thể giảm gần 90% lượng khí thải CO2 của ngành nông nghiệp, theo báo cáo của Yale Environment 360 vào năm 2022. Nhìn chung, ngành nông nghiệp hiện đóng góp 11% lượng khí thải nhà kính của Hoa Kỳ và 18,4% lượng khí thải toàn cầu .

    Nói một cách ngắn gọn, để cắt giảm chi phí và carbon, amoniac xanh được sản xuất từ ​​các máy điện phân của Plug là cách tốt nhất.

    máy điện phân 5MW

    Lợi ích, thách thức của Amoniac xanh

    Plug là một công ty hydro xanh hàng đầu , phát triển công nghệ pin nhiên liệu đa ứng dụng và sản xuất máy điện phân.

    Giống như khả năng sản xuất metanol xanh của máy điện phân của chúng tôi — tăng cường tính bền vững của dung môi, chất chống đông và sản xuất nhiên liệu tổng hợp — công nghệ này cũng có thể giúp thế giới đạt được các mục tiêu giảm khí thải nhà kính trong khi vẫn cung cấp đủ lương thực cho dân số toàn cầu ngày càng tăng. Amoniac xanh cũng ngày càng được coi là nhiên liệu vận chuyển khả thi mới nổi .

    Sản xuất amoniac xanh, bên cạnh tất cả các cơ hội phong phú của nó, cũng đi kèm với một số thách thức.

    Diễn đàn Kinh tế Thế giới đã kết luận rằng thách thức lớn nhất hiện nay trong việc mở rộng quy mô amoniac xanh là khả năng cạnh tranh về chi phí với khí đốt tự nhiên. Khi các năng lượng tái tạo như hydro xanh đạt được mức giá tương tự, liên minh lãnh đạo doanh nghiệp đã kết luận rằng “thị trường amoniac hiện tại sẽ được mở ra cho một nhóm người dùng hoàn toàn mới và do đó, người mua.”

    Các nhà sản xuất amoniac không chỉ nói về những lợi ích trong tương lai của hydro dựa trên điện phân. Họ đang lập kế hoạch và phát triển các dự án ngay bây giờ. Các dự án a-mô-ni-ắc xanh chiếm một phần đáng kể trong quy trình bán máy điện phân của Plug, với các dự án từ thí điểm đến quy mô đầy đủ trên nhiều châu lục đang được thảo luận.

    Để tìm hiểu thêm chi tiết về cách máy điện phân PEM của Plug có thể vừa tăng cường vừa làm xanh nhu cầu sản xuất amoniac của bạn, hãy xem sách trắng của chúng tôi và vui lòng liên hệ với nhóm máy điện phân của chúng tôi! 

    Zalo
    Hotline