Tình hình các dự án amoniac tái tạo và các nhà cung cấp công nghệ
Ngày 11 tháng 1 năm 2026
Trên toàn cầu, các dự án amoniac tái tạo đang hoạt động đã lần đầu tiên vượt quá một gigawatt (GW) công suất điện phân lắp đặt. Kevin Rouwenhorst của Hiệp hội Năng lượng Amoniac (AEA) cung cấp tổng quan về các dự án tiên tiến và các lựa chọn công nghệ liên quan cho quá trình tổng hợp amoniac.
Mặc dù một số lượng lớn các dự án amoniac tái tạo đã được công bố, nhưng một trong những bước cụ thể hướng tới việc hiện thực hóa chúng là lựa chọn nhà cung cấp công nghệ amoniac. Trong bài viết này, chúng tôi nhấn mạnh cách thức động lực của các dự án đang được xây dựng trên toàn cầu, như được thể hiện bằng sự gia tăng lựa chọn nhà cung cấp công nghệ cho quá trình tổng hợp amoniac tái tạo.
Tình hình sản xuất amoniac tái tạo
Hiệp hội Năng lượng Amoniac (AEA) theo dõi tiến độ khử carbon amoniac trên toàn cầu thông qua Dữ liệu Amoniac Phát thải Thấp (LEAD). Cơ sở dữ liệu được cập nhật hàng quý và bao gồm thông tin về các nhà máy amoniac, tàu biển chạy bằng amoniac và cơ sở hạ tầng amoniac. Dữ liệu nguồn cơ bản cho LEAD có sẵn cho các thành viên của AEA.
Báo cáo LEAD cho thấy một số lượng lớn các nhà máy sản xuất amoniac tái tạo đã được công bố, chủ yếu sử dụng điện năng từ năng lượng mặt trời và gió. Trong quý 3 năm nay, tổng công suất điện phân lắp đặt của các dự án amoniac tái tạo đang hoạt động đã vượt quá 1 gigawatt (GW) lần đầu tiên – hơn 85% công suất này dựa trên điện phân kiềm, phần còn lại là điện phân màng trao đổi proton (PEM).
Tổng cộng, các nhà máy đang hoạt động này có khả năng sản xuất khoảng 625.000 tấn amoniac tái tạo mỗi năm. Các dự án xây dựng mới ở miền Bắc Trung Quốc, như dự án Chifeng của Envision và dự án Da’an của SPIC, chiếm tổng cộng 500.000 tấn/năm trong tổng công suất sản xuất này. Các dự án nâng cấp công suất nhỏ hơn từ 5-25 megawatt (MW) tại các nhà máy amoniac khí đốt hiện có chiếm 95.000 tấn/năm trong tổng sản lượng này.
Hình 1 thể hiện công suất dự kiến của các nhà máy amoniac phát thải thấp và chuyển tiếp theo loại dự án (xây dựng mới và cải tạo) và theo lộ trình công nghệ (cải tạo khí, điện phân nước, các công nghệ khác). Điều này bao gồm các dự án đã hoàn thành và đang trong giai đoạn phát triển tốt, thuộc một trong các loại sau:
• Đang vận hành – đã đi vào sản xuất
• ‘Chắc chắn’ – đã đạt được quyết định đầu tư tài chính (FID)
• ‘Trưởng thành’ – đang ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật ban đầu (FEED).
Dự kiến các nhà máy amoniac riêng lẻ với công suất điện phân trong phạm vi gigawatt sẽ đi vào hoạt động vào năm 2026 và 2027. Đáng chú ý là dự án NEOM công suất 2,2 GW tại Ả Rập Xê Út, có khả năng sản xuất 1,2 triệu tấn amoniac tái tạo mỗi năm.
Các nhà cấp phép amoniac tái tạo
Việc lựa chọn nhà cấp phép là một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của các dự án amoniac tái tạo.
Một yêu cầu quan trọng đối với các dự án này là tính linh hoạt của vòng tuần hoàn tổng hợp amoniac. Cụ thể, khả năng hoạt động ở tải thấp của vòng tuần hoàn này là điều cần thiết, để đáp ứng nguồn cung cấp điện mặt trời và gió thay đổi, cũng như để tránh yêu cầu lưu trữ hydro quá mức.
Hầu hết các nhà cấp phép cho các dự án amoniac tái tạo đều tuyên bố khả năng hoạt động ở tải tối thiểu 10%, mặc dù duy trì tải tối thiểu 20% thường được ưu tiên hơn để giảm thiểu cả sự mỏi luyện kim và mức tiêu thụ điện năng của vòng tuần hoàn tổng hợp amoniac.
KBR: cấp phép cho 14 nhà máy K-GreeN®
Tập đoàn khoa học, công nghệ và kỹ thuật khổng lồ KBR là một nhà cấp phép amoniac lớn. Theo công ty, khoảng 50% công suất sản xuất amoniac toàn cầu, không bao gồm Trung Quốc, sử dụng giấy phép của KBR.
Công nghệ K-GreeN® của KBR (Nitrogen+Syngas 387, trang 32) cung cấp một quy trình tích hợp hoàn chỉnh cho:
• Điện phân nước để sản xuất hydro
• Tách không khí để sản xuất nitơ
• Tổng hợp amoniac tái tạo bằng phương pháp Haber-Bosch
• Cộng thêm khả năng lưu trữ pin và hydro.
Phần tổng hợp amoniac của KBR có thể sử dụng bộ chuyển đổi amoniac thẳng đứng hoặc nằm ngang, tùy thuộc vào yêu cầu của dự án, vì KBR đã thiết kế cả hai loại bộ chuyển đổi cho nhiều nhà máy hiện đang hoạt động. Một đặc điểm nổi bật khác của công nghệ amoniac tái tạo của KBR là bộ làm lạnh tích hợp. Điều này giúp giảm đáng kể số lượng thiết bị, và do đó giảm chi phí đầu tư, cũng như mang lại sự dễ dàng trong vận hành.
K-GreeN có thể hoạt động ở chế độ động, với khả năng giảm xuống 10% công suất định mức, và tăng giảm từ 100% công suất trong vòng một giờ. K-GreeN bao gồm Hệ thống Điều khiển Quy trình Nâng cao để quản lý hoạt động động. Hệ thống điều khiển độc quyền toàn diện này quản lý toàn bộ nhà máy – bao gồm cả các thiết bị điện phân, bộ phận tách khí và kho chứa hydro – để tối đa hóa và tối ưu hóa sản xuất amoniac, có tính đến dự báo thời tiết và giá điện lưới, chẳng hạn, nếu có.
Gói công nghệ được cấp phép của KBR bao gồm các đảm bảo hiệu suất liên quan cùng với việc cung cấp các thiết bị độc quyền như bộ chuyển đổi amoniac và máy làm lạnh tích hợp. Trong quá trình phát triển hệ thống K-GreeN của mình
Tuy nhiên, KBR đã tận dụng hơn 75 năm kinh nghiệm trong thiết kế các nhà máy sản xuất amoniac, với quy mô từ rất nhỏ (bốn tấn amoniac mỗi ngày) đến công suất lớn nhất của một dây chuyền duy nhất (6.000 tấn amoniac mỗi ngày).
Hệ thống K-GreeN có thể được thiết kế theo dạng mô-đun hoàn toàn để đáp ứng công suất yêu cầu bằng cách áp dụng chiến lược thiết kế, mua sắm và chế tạo (EPF). Ngoài ra, KBR cũng có thể sử dụng các dịch vụ kỹ thuật của mình để cung cấp chiến lược xây dựng trọn gói tích hợp, bao gồm toàn bộ dự án, từ giai đoạn đầu tiên đến các dịch vụ quản lý thiết kế, mua sắm và xây dựng (EPCm).
KBR đã bán giấy phép thứ 14 cho một hệ thống tổng hợp amoniac tái tạo cho Celsia tại Colombia. Danh sách các giấy phép KBR đã biết bao gồm:
• Dự án SPC Hydro và Hóa chất Xanh của ACME, Oman, công suất 300 tấn/ngày
• Nhà máy Amoniac Xanh của JGC, Nhật Bản, dự án thí điểm công suất 4 tấn/ngày
• Dự án HyEx của Enaex, Chile, dự án thí điểm công suất 57 tấn/ngày (nhà máy quy mô lớn sẽ được xây dựng sau này)
• Nhà máy Phân bón Xanh Thái Bình Dương của Atlas Agro, Hoa Kỳ
• Dự án MadoquaPower2X của Madoqua Ventures, Power2X và CIP, Bồ Đào Nha, công suất 1.200 tấn/ngày
• Dự án Amoniac Sạch Nueces của Avina Clean Hydrogen, Hoa Kỳ, nhà máy lai công suất 2.200 tấn/ngày
• Dự án H2biscus của Lotte Chemical, Samsung Engineering và POSCO, Malaysia, công suất 2.286 tấn/ngày
• Dự án Holmaneset của Fortescue, Na Uy, 675 tấn/ngày Công suất tấn/ngày
• Dự án của OCIOR tại Gopalpur, Ấn Độ, công suất 600 tấn/ngày
• Dự án Celsia, Colombia, công suất 84 tấn/ngày.
Topsoe: cấp phép DynAMMO™ cho NEOM
Topsoe cấp phép hệ thống vòng tuần hoàn amoniac DynAMMO™ để sản xuất amoniac tái tạo. Công ty tuyên bố khả năng điều chỉnh tải từ 10-100% với khả năng tăng công suất tối đa trong vòng vài phút, cũng như khởi động lại nhanh chóng sau chế độ chờ hoặc tắt hoàn toàn. Công nghệ này được trình diễn tại nhà máy trình diễn amoniac REDDAP công suất 24 tấn/ngày ở Lemvig, Đan Mạch. Các nhà máy amoniac nhỏ có công suất lên đến 600 tấn/ngày, được gọi là Topsoe ModuLite Green Ammonia, có thể được chế tạo sẵn thay vì xây dựng tại chỗ.
Topsoe đã cấp phép hệ thống vòng tuần hoàn tổng hợp amoniac tái tạo lớn nhất thế giới cho đến nay – đơn vị công suất 3.500 tấn/ngày cho dự án năng lượng mặt trời và gió của NEOM tại Ả Rập Xê Út. Các ví dụ khác về dây chuyền tổng hợp được Topsoe cấp phép cho các dự án amoniac tái tạo bao gồm:
• Nhà máy công suất 1.650 tấn/ngày cho Dự án Nujio’Qonik ở Newfoundland, Canada
• Nhà máy công suất 1.800 tấn/ngày cho Mintal Hydrogen Energy Technology ở Baotou, Trung Quốc
• Nhà máy công suất 2.500 tấn/ngày cho Allied Green Ammonia ở Gove, Lãnh thổ Bắc Úc
• Nhà máy công suất 750 tấn/ngày cho Hygenco ở Gopalpur, Odisha, Ấn Độ.
Ngoài khả năng hàng đầu với tư cách là nhà cung cấp chất xúc tác và nhà cấp phép amoniac, Topsoe cũng đã xây dựng một nhà máy sản xuất máy điện phân oxit rắn ở Đan Mạch, với công suất 5 GW đã được nhà phát triển dự án First Ammonia đảm bảo.
thyssenkrupp Uhde: Công nghệ tổng hợp amoniac Uhde® năng động
thyssenkrupp Uhde là nhà cấp phép amoniac và nhà cung cấp dịch vụ kỹ thuật, mua sắm và xây dựng (EPC) trọn gói cho ngành công nghiệp hóa chất. Công ty cấp phép vòng tổng hợp amoniac linh hoạt, công nghệ tổng hợp amoniac Uhde® năng động, với công suất từ 50 tấn/ngày đến 6.000 tấn/ngày. Phương pháp RHAMFS® của thyssenkrupp Uhde cũng cung cấp khả năng tối ưu hóa quy trình toàn diện, từ giai đoạn năng lượng tái tạo đến sản xuất amoniac (Nitrogen+Syngas 394, tr. 48). Với bộ điều khiển chính độc quyền của công ty, có thể điều chỉnh công suất nhà máy amoniac tăng hoặc giảm từ 10-100% để đáp ứng sự biến động của nguồn năng lượng tái tạo. Nhìn chung, thiết kế của thyssenkrupp Uhde mang lại sự kết hợp giữa tính linh hoạt trong vận hành và hiệu quả năng lượng.
Nhà máy sản xuất amoniac bằng phương pháp điện phân lâu đời nhất thế giới còn hoạt động, nhà máy Cuzco công suất 50 tấn/ngày do Enaex vận hành tại Peru, dựa trên công nghệ của thyssenkrupp Uhde.
Ngoài việc cung cấp giấy phép, thyssenkrupp Uhde đã xây dựng bốn nhà máy sản xuất amoniac bằng phương pháp điện phân đang hoạt động – bao gồm nhà máy amoniac công suất 400 tấn/ngày của KIMA tại Ai Cập.
Là một nhà cung cấp kỹ thuật hóa học và EPC giàu kinh nghiệm, thyssenkrupp Uhde có khả năng cung cấp các nhà máy amoniac tích hợp và mô đun hóa hoàn chỉnh. Sự kết hợp giữa công nghệ và chuyên môn triển khai cho phép thyssenkrupp Uhde giảm thiểu đáng kể rủi ro cho toàn bộ dự án – thông qua đảm bảo tiến độ và chi phí cũng như bảo đảm hiệu suất.
Tính đến năm 2024, thyssenkrupp Uhde đã thực hiện nhiều nghiên cứu kinh tế kỹ thuật, tiền FEED và FEED cho các dự án amoniac tái tạo trên toàn cầu, với công suất sản xuất tương đương 30 triệu tấn/ngày. Ví dụ bao gồm các nghiên cứu tại Úc, Pakistan, Tây Ban Nha, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Việt Nam. Các nghiên cứu tiền FEED và FEED đáng chú ý đã được thực hiện tại:
• Úc cho Fortescue, CQH2 và CIP
• Tây Ban Nha cho Hive Energy
• Nam Phi cho Prieska Power.
Các khái niệm sản xuất amoniac nổi cũng đã được Uhde phát triển cho SwitchH2 và BWO.
Trong khi đó, công ty tách ra từ thyssenkrupp nucera là nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) hàng đầu về máy điện phân kiềm. Công ty này sẽ cung cấp hơn 2 GW cho các nhà máy điện phân kiềm.
công suất điện phân cần thiết cho dự án NEOM ở Ả Rập Xê Út.
Casale: Thiết kế Flexigreen® cho các nhà máy amoniac xanh
Nhà cấp phép Casale nổi tiếng với bộ chuyển đổi trục-hướng tâm thẳng đứng độc quyền giúp giảm tổn thất áp suất và cải thiện hiệu suất của vòng tổng hợp amoniac. Casale đã lắp đặt các bộ chuyển đổi này tại hơn 250 nhà máy trên toàn cầu, gần đây nhất là sử dụng chất xúc tác AmoMax® -Casale được phát triển chung với Clariant. Casale cũng cung cấp các giải pháp cải tiến cho các bộ chuyển đổi amoniac nằm ngang.
Kinh nghiệm của Casale với công nghệ điện phân bắt nguồn từ những ngày đầu của ngành công nghiệp amoniac. Hơn một chục nhà máy amoniac đầu tiên được Casale cấp phép vào những năm 1920 dựa trên hydro được tạo ra bằng điện phân.
Casale cấp phép thiết kế Flexigreen® Green Ammonia cho các nhà máy amoniac tái tạo. Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, các nhà máy quy mô nhỏ sử dụng vòng tổng hợp SMART-N của công ty, với các thiết bị tối thiểu và áp suất tương đối cao hơn, trong khi các nhà máy quy mô lớn sử dụng vòng tổng hợp FlexAMMONIA.
Casale mang lại sự linh hoạt trong vận hành ngay cả khi tải định mức chỉ còn 10%. Điều này đã được kiểm chứng trong thực tế tại một nhà máy sản xuất amoniac quy mô thế giới với công suất 1.500 tấn/ngày. Nhà máy cũng tuyên bố có khả năng thay đổi tải nhanh chóng trong công suất tổng hợp amoniac – lên đến 3% mỗi phút.
Casale cung cấp bộ điều khiển quy trình tiên tiến để tối ưu hóa hoạt động của nhà máy trong điều kiện nguồn điện thay đổi. Việc vận hành và thiết kế vòng tổng hợp amoniac giúp tránh các vấn đề mỏi vật liệu đối với các bộ phận khác nhau bằng cách tính đến chu kỳ tải tiềm năng. Ngoài ra, các công cụ tối ưu hóa
và phân tích động cũng có sẵn để giảm thiểu chi phí sản xuất amoniac.
Tính đến năm 2024, Casale đã được cấp phép cho 12 nhà máy sản xuất amoniac tái tạo. Một số ví dụ về các dây chuyền tổng hợp amoniac tái tạo được Casale cấp phép bao gồm:
• Dự án Skipavika của SkiGA, Na Uy, công suất 300 tấn/ngày, thiết kế dạng mô-đun
• Dự án Villeta của ATOME, Paraguay, công suất 240 tấn/ngày
• Dự án cải tạo đảo Gibson (nay đã ngừng hoạt động) của Incitec Pivot, Úc, công suất 1.100 tấn/ngày
• Dự án cải tạo của AM Green tại Kakinada, Ấn Độ, hai nhà máy với công suất 1.500 tấn/ngày mỗi nhà máy
• Dự án của Avaada tại Gopalpur, Odisha, Ấn Độ, công suất 1.500 tấn/ngày
• Dự án Point Tupper của EverWind Fuels tại Nova Scotia, Canada, công suất 750 tấn/ngày
• Dự án Gopalpur của ACME tại Odisha, Ấn Độ, công suất 1.200 tấn/ngày
• Dự án thí điểm của RTI International và Đại học Minnesota tại Morris, Minnesota, với công suất 1 tấn/ngày.
Casale cũng đã phát triển các dự án lai ghép với công nghệ MIX-N, chẳng hạn như dự án cải tạo nhà máy EFC 2 công suất 1.350 tấn/ngày của Fertiglobe tại Ai Cập. Dự án này chuyển đổi một phần nhà máy hiện có sang sản xuất amoniac tái tạo như một phần của dự án Ai Cập Xanh.
Stamicarbon (NEXTCHEM): NX Stami Ammonia™ cho các quy mô sản xuất amoniac khác nhau
Stamicarbon, đơn vị cấp phép công nghệ nitơ cho NEXTCHEM, cung cấp hai công nghệ amoniac khác nhau như một phần của danh mục NX STAMI™ Ammonia (Xem bài viết trang 34). Thiết kế áp suất trung bình có sẵn cho các nhà máy quy mô lớn với công suất lên đến 3.500 tấn/ngày.
Thiết kế áp suất cao thay thế này phù hợp với sản xuất amoniac tái tạo quy mô trung bình (50-500 tấn/ngày) và có tính linh hoạt, đáp ứng nhanh – có khả năng hoạt động ở mức tải định mức 10% và tăng giảm công suất nhanh chóng. Áp suất tương đối cao của vòng tổng hợp amoniac cho phép tiết kiệm chi phí đầu tư bằng cách giảm số lượng thiết bị. Điều này cũng có nghĩa là nhà máy có diện tích chiếm dụng tương đối nhỏ (ví dụ: 50 x 50 mét cho một đơn vị công suất 500 tấn/ngày).
Đáng chú ý, Stamicarbon đã giành được giấy phép công nghệ cho dự án amoniac xanh Meadowlark công suất 450 tấn/ngày sử dụng năng lượng gió của JWC Gburg tại Nebraska, Hoa Kỳ. Stamicarbon cũng là nhà cấp phép công nghệ amoniac cho dự án phân bón carbon thấp của FertigHy ở miền Bắc nước Pháp.
Công ty cũng tham gia vào các dự án amoniac tái tạo ở Angola, Indonesia, Kenya, Qatar và Hoa Kỳ.
GoodChina: thiết bị chuyển đổi amoniac cho sản xuất amoniac tái tạo
Nanjing GoodChina Chemical Technologies (GoodChina) là một nhà sản xuất thiết bị chuyển đổi amoniac của Trung Quốc. Mặc dù trong lịch sử, công ty chủ yếu cung cấp các thiết bị chuyển đổi tổng hợp amoniac và metanol cho các quy trình sử dụng than đá, nhưng trong những năm gần đây, công ty cũng đã cung cấp thành công thiết bị cho các dự án amoniac tái tạo.
Trên thực tế, GoodChina đã cung cấp thiết bị chuyển đổi amoniac cho dự án thí điểm amoniac tái tạo của ACME tại Ấn Độ vào năm 2021, một nhà máy có công suất 5 tấn/ngày do KAPSOM xây dựng. Công ty cũng cung cấp lò phản ứng cho nhà máy trình diễn 20.000 tấn/năm của Envision tại Chifeng, Nội Mông, bắt đầu hoạt động vào tháng 3 năm 2024.
Nhiều thiết bị chuyển đổi amoniac của GoodChina đã được đặt hàng cho các nhà máy amoniac tái tạo quy mô thương mại, bao gồm:
• Hai thiết bị chuyển đổi amoniac, mỗi thiết bị sản xuất 150.000 tấn amoniac/năm, cho Giai đoạn 1 của dự án Chifeng của Envision, bắt đầu hoạt động vào tháng 7
• Thiết bị chuyển đổi amoniac cho dự án Da’an công suất 180.000 tấn/năm của SPIC tại tỉnh Cát Lâm, cũng đi vào sản xuất vào tháng 7
• Thiết bị chuyển đổi amoniac cho Giai đoạn 1 của China Energy Engineering
• Dự án tích hợp hydro-amoniac-metanol xanh của Tập đoàn Kỹ thuật
tại Khu công nghiệp năng lượng hydro Songyuan, dự kiến bắt đầu sản xuất 200.000 tấn amoniac/năm từ cuối năm 2025 trở đi
• Bộ chuyển đổi amoniac cho dự án công suất 150.000 tấn/năm của Shenzhen Energy tại Otog Banner, Nội Mông
• Bộ chuyển đổi amoniac cho dự án công suất 80.000 tấn/năm của Ningxia Baofeng Energy tại Ningdong, Ninh Hạ.
