Na busca desenfreada, que já dura um século, pela redução das emissões de carbono e pela neutralidade de carbono, países de todo o mundo procuram ativamente a próxima geração de tecnologias energéticas e fontes de energia limpa.amôniaA amônia tem se tornado o foco da atenção global recentemente. Comparada ao hidrogênio, a amônia está expandindo seu uso, antes restrito a fertilizantes agrícolas, para o setor energético, devido às suas evidentes vantagens em termos de armazenamento e transporte.

Faria, especialista da Universidade de Twente, na Holanda, afirmou que, com o aumento dos preços do carbono, a amônia verde pode ser a futura rainha dos combustíveis líquidos.

Então, o que exatamente é amônia verde? Qual é o estágio de desenvolvimento dela? Quais são os cenários de aplicação? É economicamente viável?

Amônia verde e seu estado de desenvolvimento

O hidrogênio é a principal matéria-prima paraamôniaprodução. Portanto, de acordo com as diferentes emissões de carbono no processo de produção de hidrogênio, a amônia também pode ser classificada nas seguintes quatro categorias por cor:

CinzaamôniaProduzido a partir de energia fóssil tradicional (gás natural e carvão).

Amônia azul: O hidrogênio bruto é extraído de combustíveis fósseis, mas a tecnologia de captura e armazenamento de carbono é usada no processo de refino.

Amônia azul-esverdeada: O processo de pirólise do metano decompõe o metano em hidrogênio e carbono. O hidrogênio recuperado no processo é usado como matéria-prima para produzir amônia utilizando energia elétrica verde.

Amônia verde: A eletricidade verde gerada por fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, é usada para eletrolisar a água e produzir hidrogênio, que por sua vez é sintetizado a partir do nitrogênio e do hidrogênio presentes no ar.

Como a amônia verde produz nitrogênio e água após a combustão, e não produz dióxido de carbono, ela é considerada um combustível "zero carbono" e uma das importantes fontes de energia limpa para o futuro.

O verde globalamôniaO mercado ainda está em seus primórdios. Em uma perspectiva global, o mercado de amônia verde movimentou cerca de US$ 36 milhões em 2021 e a expectativa é que alcance US$ 5,48 bilhões em 2030, com uma taxa de crescimento anual composta média de 74,8%, o que representa um potencial considerável. A Yundao Capital prevê que a produção global anual de amônia verde ultrapassará 20 milhões de toneladas em 2030 e 560 milhões de toneladas em 2050, representando mais de 80% da produção mundial de amônia.

Em setembro de 2023, mais de 60 projetos de amônia verde haviam sido implementados em todo o mundo, com uma capacidade de produção planejada total de mais de 35 milhões de toneladas por ano. Os projetos de amônia verde no exterior estão concentrados principalmente na Austrália, América do Sul, Europa e Oriente Médio.

Desde 2024, a indústria de amônia verde na China tem se desenvolvido rapidamente. Segundo dados incompletos, mais de 20 projetos de amônia verde foram promovidos desde então. Empresas como Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation e State Energy Group investiram quase 200 bilhões de yuans no desenvolvimento desses projetos, o que deverá liberar uma grande quantidade de capacidade de produção de amônia verde no futuro.

Cenários de aplicação da amônia verde

Como fonte de energia limpa, a amônia verde apresenta uma variedade de aplicações futuras. Além dos usos tradicionais na agricultura e na indústria, ela também inclui, principalmente, a geração de energia a partir de misturas, o combustível para transporte marítimo, a fixação de carbono, o armazenamento de hidrogênio e outros campos.

1. Indústria de transporte marítimo

As emissões de dióxido de carbono do transporte marítimo representam de 3% a 4% das emissões globais de dióxido de carbono. Em 2018, a Organização Marítima Internacional adotou uma estratégia preliminar para a redução das emissões de gases de efeito estufa, propondo que, até 2030, as emissões globais de carbono do transporte marítimo sejam reduzidas em pelo menos 40% em comparação com 2008, e que essa redução seja de 70% até 2050. Para alcançar a redução de carbono e a descarbonização na indústria naval, a substituição da energia fóssil por combustíveis limpos é o meio técnico mais promissor.

Na indústria naval, é geralmente aceito que a amônia verde será um dos principais combustíveis para a descarbonização do setor no futuro.

A Lloyd's Register of Shipping previu que, entre 2030 e 2050, a proporção de amônia como combustível marítimo aumentaria de 7% para 20%, substituindo o gás natural liquefeito e outros combustíveis, tornando-se o combustível marítimo mais importante.

2. Indústria de geração de energia

AmôniaA combustão não produz CO2, e a combustão com mistura de amônia pode utilizar as instalações existentes de usinas termelétricas a carvão sem grandes modificações no corpo da caldeira. É uma medida eficaz para reduzir as emissões de dióxido de carbono em usinas termelétricas a carvão.

Em 15 de julho, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma e a Administração Nacional de Energia divulgaram o “Plano de Ação para a Transformação e Construção de Usinas Termelétricas a Carvão com Baixa Emissão de Carbono (2024-2027)”, que propõe que, após a transformação e construção, as usinas termelétricas a carvão sejam capazes de misturar mais de 10% de amônia verde e queimar carvão, reduzindo significativamente o consumo e os níveis de emissão de carbono. Percebe-se, portanto, que a mistura de amônia ou a queima de amônia pura em usinas termelétricas representa uma importante direção técnica para a redução das emissões de carbono no setor de geração de energia.

O Japão é um dos principais promotores da geração de energia por combustão com amônia. Em 2021, o país formulou o "Roteiro Japonês para Combustível de Amônia 2021-2050" e concluirá a demonstração e verificação de 20% de amônia em usinas termelétricas até 2025. Com o amadurecimento da tecnologia de mistura de amônia, essa proporção aumentará para mais de 50%, e por volta de 2040, uma usina termelétrica a amônia pura será construída.

3. Transportador de armazenamento de hidrogênio

A amônia é utilizada como vetor de armazenamento de hidrogênio e precisa passar pelos processos de síntese, liquefação, transporte e reextração do hidrogênio gasoso. Todo o processo de conversão de amônia em hidrogênio já está consolidado.

Atualmente, existem seis principais métodos de armazenamento e transporte de hidrogênio: armazenamento e transporte em cilindros de alta pressão, transporte gasoso pressurizado por gasodutos, armazenamento e transporte de hidrogênio líquido a baixa temperatura, armazenamento e transporte de hidrogênio orgânico líquido, armazenamento e transporte de amônia líquida e armazenamento e transporte de hidrogênio sólido metálico. Dentre eles, o armazenamento e transporte de amônia líquida consiste na extração de hidrogênio por meio da síntese, liquefação, transporte e regaseificação da amônia. A amônia é liquefeita a -33 °C ou 1 MPa. O custo da hidrogenação/desidrogenação representa mais de 85% do custo total. Esse método não é sensível à distância de transporte e é adequado para o armazenamento e transporte de hidrogênio a granel em médias e longas distâncias, especialmente por via marítima. É um dos métodos mais promissores de armazenamento e transporte de hidrogênio para o futuro.

4. Matérias-primas químicas

Como um potencial fertilizante nitrogenado verde e principal matéria-prima para produtos químicos verdes, o verdeamôniairá promover fortemente o rápido desenvolvimento das cadeias industriais de “amônia verde + fertilizante verde” e “produtos químicos de amônia verde”.

Em comparação com a amônia sintética produzida a partir de energia fóssil, espera-se que a amônia verde não consiga se tornar competitiva como matéria-prima química antes de 2035.