새로운 색상의 오래된 화학
2020년 1월 말, 언론 보도에 따르면 이산화탄소 배출 없이 전기를 생산하기 위해 발전소에서 사용될 예정이었던 블루 암모니아(XNUMX)의 세계 최초 선적은 사우디아라비아를 떠나 일본으로 향했습니다. 초심자에게는 이것이 조금 신비롭게 보일 수도 있습니다. 새로운 기적의 연료가 있었나요?
이 운송 회사인 사우디 아람코(Saudi Aramco)가 생산한 탄화수소 전환에 의한 연료 (즉, 석유에서 파생된 제품)을 수소로 변환한 다음 제품을 암모니아로 전환하여 이산화탄소 부산물을 포착합니다. 따라서 암모니아는 화석 연료가 아닌 재생 가능한 자원에서 나오는 "녹색" 수소와 달리 "청색" 수소라고도 불리는 수소를 저장합니다. 또한 화력발전소에서 연료로 연소될 수도 있는데, 이는 이산화탄소를 배출하지 않고서도 중요합니다.
보관하는 것이 더 좋은 이유 암모니아에 결합된 수소를 운반합니다. 순수한 수소보다? “암모니아는 액화하기가 더 쉽습니다. 섭씨 영하 33도에서 응축되며, 액화 수소보다 입방미터당 1,7배 더 많은 수소를 함유하고 있습니다.”라고 투자 은행 HSBC는 이 신기술을 뒷받침하는 연구에서 밝혔습니다.
사우디 아라비아세계 최대 석유 수출국인 는 화석 연료에서 수소를 추출하고 이를 암모니아로 변환하는 기술에 투자하고 있습니다. 미국 회사 Air Products & Chemicals Inc. 지난 여름, 그들은 사우디 회사인 ACWA Power International 및 왕국이 홍해 연안에 건설하고자 하는 미래 미래 도시 네옴(2) 건설을 담당하는 기관들과 계약을 체결했습니다. 이번 합의에 따라 재생에너지로 구동되는 XNUMX억 달러 규모의 수소 기반 암모니아 공장이 건설될 예정이다.
2. 사우디의 미래 도시 네옴(Neom)의 시각화 중 하나입니다.
수소는 연소 시 수증기만 생성하는 청정 연료로 알려져 있습니다. 이는 종종 훌륭한 녹색 에너지원으로 제시됩니다. 그러나 현실은 조금 더 복잡합니다. 수소 배출의 전체적인 균형은 수소를 생산하는 데 사용되는 연료만큼 깨끗합니다. 전체 배출 균형을 고려하여 녹색 수소, 청색 수소 및 회색 수소와 같은 유형의 가스가 구별됩니다. 그린수소 재생 가능하고 무탄소 에너지원만을 사용하여 생산됩니다. 경제에서 가장 일반적인 형태의 수소인 회색수소는 화석 연료에서 생산됩니다. 이는 저탄소 수소의 배출량이 생산 과정에 의해 크게 상쇄된다는 것을 의미합니다. 블루수소는 천연가스로만 생산되는 수소를 가리키는 이름으로, 이산화탄소 배출량이 적고 대부분의 화석연료보다 깨끗하다.
암모니아는 수소 XNUMX분자와 질소 XNUMX분자를 함유한 화합물입니다. 이러한 의미에서 수소는 수소를 "저장"하고 "지속 가능한 수소"를 생산하기 위한 공급원료로 사용될 수 있습니다. 암모니아 자체는 수소와 마찬가지로 화력발전소에서 연소해도 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 이름의 파란색은 천연가스(어떤 경우에는 석탄)를 사용하여 생산된다는 의미입니다. 이는 전환 과정에서 이산화탄소(CCS)를 포집하고 격리하는 능력으로 인해 더욱 친환경적인 에너지 생산 형태로 간주됩니다. 적어도 그것을 생산하는 회사인 Aramco는 그렇게 말합니다.
파란색에서 녹색으로
많은 전문가들은 위에서 설명한 방법은 단지 과도기 단계에 불과하며 녹색 암모니아의 효율적인 생산을 달성하는 것이 목표라고 믿고 있습니다. 물론 파란색이 다른 암모니아와 화학적 조성이 다르지 않은 것처럼 화학적 조성도 다르지 않습니다. 간단한 사실은 친환경 버전의 생산 공정이 다음과 같다는 것입니다. 완전 무배출 화석 연료와는 아무런 관련이 없습니다. 예를 들어, 재생 가능한 수소를 생산하는 공장은 이를 암모니아로 변환하여 보다 쉽게 보관하고 운송할 수 있습니다.
2018년 2050월, "에너지를 생산하고 사용하는 산업 전반의 비즈니스, 금융 및 시민 사회 지도자들의 연합"인 영국 에너지 전환 위원회(UK Energy Transition Commission)가 보고서를 발표했습니다. 미션 가능. 저자에 따르면, XNUMX년까지 암모니아의 완전한 탈탄소화는 기술적으로나 경제적으로 가능하지만, 청색 암모니아는 수십 년 안에 무의미해질 것입니다. 결국 지배하게 될 것이다 녹색 암모니아. 이는 CO의 마지막 10~20%를 포집하는 데 드는 비용이 높기 때문이라고 보고서는 밝혔습니다.2 생산 과정에서. 그러나 다른 논평자들은 이러한 예측이 최신 기술을 기반으로 한다고 지적했습니다. 한편, 암모니아 합성을 위한 새로운 방법에 대한 연구가 계속되고 있습니다.
예를 들면 마테오 마산티Casale SA(암모니아 에너지 협회 회원)의 엔지니어인 는 "COXNUMX 배출 감소를 통해 천연 가스를 암모니아로 전환"하는 새로운 특허 프로세스를 발표했습니다.2 최고의 기술에 비해 최대 80%까지 대기권에 유입됩니다." 간단히 말해서 그는 연소 후 배기가스에서 이산화탄소를 포집하는 데 사용되는 CDR(이산화탄소 제거) 장치를 '연소 전 탈탄소화 전략'으로 교체할 것을 제안합니다.
다른 많은 새로운 아이디어가 있습니다. 미국 회사인 Monolith Materials는 "천연 가스를 그을음과 수소 형태의 탄소로 고효율로 변환하는 새로운 전기 공정"을 제공합니다. 석탄은 폐기물이 아니라 상업적으로 가치 있는 상품의 형태를 취할 수 있는 물질입니다. 회사는 암모니아 형태뿐만 아니라 메탄올 형태로도 수소를 저장하기를 원합니다. 덴마크의 Haldor Topsoe가 개발한 eSMR 방식도 있습니다. 재생 가능한 자원에서 생산된 전기의 사용 암모니아 공장에서 수소를 생산하는 동안 메탄의 증기 개질 단계에서 추가 공정 열원으로 사용됩니다. CO 배출 감소 예상2 암모니아 생산의 경우 약 30%입니다.
아시다시피 저희 Orlen은 수소 생산에도 참여하고 있습니다. 그는 2020년 XNUMX월 폴란드 화학 회의에서 에너지 저장 장치로서 녹색 암모니아 생산에 대해 이야기했습니다. 상기 수송편이 일본으로 출발하기 며칠 전, 야체크 멘델레프스키, PKN Orlen 그룹의 Anwil 이사회 구성원입니다. 사실 아마 대략 이랬을 겁니다. 블루 암모니아위에서 설명한 분류에 따르면. 이 진술에서는 이 제품이 이미 Anwil에서 생산되었다는 것이 명확하지 않지만 적어도 폴란드에서 청색 암모니아를 생산할 계획이 있다고 가정할 수 있습니다.
