Zielony amoniak – nośnik wodoru dla świata neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla
Ponad 70% amoniaku wykorzystuje się obecnie do produkcji nawozów, a pozostała część służy jako czynnik chłodniczy i surowiec chemiczny. Zielony amoniak, wytwarzany z odnawialnego wodoru i azotu, zyskuje na znaczeniu jako bezemisyjny nośnik energii. W stanie ciekłym w temperaturze -33 °C umożliwia bezpieczny i wydajny transport wodoru na duże odległości. W miejscu docelowym amoniak może zostać z powrotem rozbity na wodór, umożliwiając elastyczny dostęp do czystej energii. Będzie on również wykorzystywany bezpośrednio jako paliwo okrętowe, zasilając statki bez emisji CO₂ – co stanowi kluczowy krok w kierunku dekarbonizacji światowego transportu i przemysłu.
Główne ścieżki produkcji ekologicznego amoniaku
W firmie WIKA wspieramy naszych klientów w przewodzeniu transformacji, oferując kompleksową gamę inteligentnych rozwiązań pomiarowych dostosowanych do każdego etapu ekologicznego łańcucha wartości amoniaku. Nasze urządzenia pomagają zapewnić niezawodną, wydajną i bezpieczną eksploatację – od produkcji wodoru po syntezę amoniaku, magazynowanie i kraking – dzięki czemu możesz z pewnością realizować swoje cele w zakresie zrównoważonego rozwoju.
Urządzenie do elektrolizy wody stanowi punkt wyjścia procesu produkcji ekologicznego amoniaku. Urządzenie to, zasilane energią odnawialną pochodzącą ze źródeł wiatrowych lub słonecznych, rozkłada oczyszczoną wodę (H₂O) na wodór (H₂) i tlen (O₂) w procesie elektrolizy.
Wytworzony zielony wodór stanowi kluczowy surowiec do syntezy amoniaku w połączeniu z azotem pochodzącym z instalacji do rozdzielania powietrza. W zależności od wymagań dotyczących wydajności, skali i integracji stosuje się takie technologie, jak ogniwa PEM, ogniwa alkaliczne oraz ogniwa elektrolityczne z tlenkiem stałym (SOEC). Urządzenie to umożliwia dostawy wodoru bezemisyjnego, zapewniając zrównoważony charakter całego łańcucha wartości „power-to-X”.
Dzięki precyzyjnym rozwiązaniom pomiarowym firmy WIKA możesz zapewnić optymalną wydajność, bezpieczeństwo i zgodność z przepisami w procesach elektrolizy wody – maksymalizując wartość swojej inwestycji w ekologiczny wodór.
W procesie produkcji ekologicznego amoniaku instalacja do rozdzielania powietrza (ASU) odgrywa kluczową rolę, pozyskując azot (N₂) z powietrza atmosferycznego. Azot ten stanowi kluczowy składnik reakcji w procesie syntezy amoniaku (NH₃) w połączeniu z ekologicznym wodorem wytwarzanym w drodze elektrolizy wody.
Instalacja ASU zazwyczaj wykorzystuje destylację kriogeniczną do rozdzielania powietrza na jego główne składniki, takie jak azot, tlen i argon, zapewniając azot o wysokiej czystości, niezbędny do wydajnej i zrównoważonej syntezy amoniaku. Wpisując się w szerszy łańcuch wartości „power-to-X”, instalacja ASU wspiera dekarbonizację, umożliwiając produkcję amoniaku bez wykorzystania paliw kopalnych.
Dzięki zastosowaniu precyzyjnych przyrządów pomiarowych firmy WIKA można zapewnić niezawodną ekstrakcję azotu oraz stabilność procesu, co sprzyja wydajnej i zrównoważonej syntezie amoniaku przy jednoczesnym zminimalizowaniu ryzyka operacyjnego.
Instalacja do syntezy amoniaku stanowi serce procesu produkcji ekologicznego amoniaku. W procesie tym wykorzystuje się zielony wodór wytworzony w drodze elektrolizy wody oraz azot pozyskany z powietrza atmosferycznego za pomocą instalacji do rozdzielania powietrza pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, z wykorzystaniem procesu Habera-Boscha. W wyniku tej reakcji katalitycznej powstaje amoniak (NH₃), który można następnie magazynować, transportować lub wykorzystywać bezpośrednio jako bezemisyjny nośnik energii.
Urządzenie zostało zoptymalizowane pod kątem wydajności i zrównoważonego rozwoju, umożliwiając produkcję amoniaku bez wykorzystania paliw kopalnych w ramach koncepcji „power-to-X”. Zaawansowane czujniki i przetworniki firmy WIKA umożliwiają monitorowanie kluczowych parametrów w czasie rzeczywistym, zapewniając wydajną konwersję, bezpieczeństwo procesów i stałą jakość produktów – pomagając w ten sposób osiągać cele produkcyjne i cele w zakresie zrównoważonego rozwoju.
Instalacja chłodniczo-separacyjna stanowi ostatni etap procesu produkcji ekologicznego amoniaku. Po zakończeniu syntezy gazowy amoniak jest schładzany do temperatury około -33 °C za pomocą szeregu wymienników ciepła i agregatów chłodniczych do amoniaku.
W wyniku tego procesu chłodzenia amoniak ulega skropleniu, co umożliwia jego wydajne przechowywanie i transport. Jednocześnie gazy, które nie weszły w reakcję, są oddzielane i zawracane z powrotem do obiegu syntezy. Precyzyjne urządzenia pomiarowe, takie jak wskaźniki poziomu, przetworniki procesowe, przetworniki temperatury i przyrządy do pomiaru przepływu, zapewniają stabilną pracę, oszczędność energii oraz bezpieczną obsługę w warunkach kriogenicznych.
Urządzenia pomiarowe firmy WIKA umożliwiają monitorowanie i sterowanie w czasie rzeczywistym podczas procesów skraplania i separacji, pomagając w utrzymaniu efektywności energetycznej, zapobieganiu stratom oraz zapewnieniu bezpiecznej obsługi amoniaku w temperaturach kriogenicznych.
Zbiornik amoniaku stanowi kluczowy element łańcucha wartości ekologicznego amoniaku; został zaprojektowany tak, aby bezpiecznie przechowywać skroplony amoniak w temperaturach kriogenicznych wynoszących około -33 °C. Zbiorniki te są zazwyczaj dwuścienne, co zapewnia izolację termiczną i bezpieczeństwo oraz gwarantuje stabilne przechowywanie NH₃ przed jego transportem lub dalszym wykorzystaniem.
Zaawansowane urządzenia pomiarowe i kontrolne ciśnienia, takie jak czujniki radarowe, przetworniki hydrostatyczne i wielopunktowe termopary, umożliwiają precyzyjne monitorowanie i sterowanie. Zakład ten pełni rolę bufora między produkcją a dystrybucją, wspierając zarówno lokalne zużycie, jak i globalny eksport ekologicznego amoniaku jako bezemisyjnego nośnika energii.
Wybierając zaawansowane urządzenia pomiarowe firmy WIKA, zapewniasz bezpieczne, wydajne i zgodne z przepisami przechowywanie amoniaku – chroniąc swoje aktywa i gwarantując niezawodne dostawy dla swoich klientów.
Instalacja do krakowania amoniaku umożliwia odwrócenie procesu przekształcania amoniaku ekologicznego w wodór, co czyni ją kluczowym elementem umożliwiającym dystrybucję i wykorzystanie wodoru. W wyniku wysokotemperaturowego procesu katalitycznego amoniak (NH₃) ulega termicznemu rozkładowi na azot (N₂) i wodór (H₂), które można następnie wykorzystać jako czyste paliwo do wytwarzania energii, w procesach przemysłowych lub w transporcie.
Technologie takie jak H₂Retake™ firmy Haldor Topsoe oraz w pełni elektryczny instalacja do krakowania firmy Syzygy Plasmonics przyczyniają się do zwiększenia wydajności i skalowalności tego procesu. Urządzenie jest zazwyczaj wyposażone w reformery opalane lub grzejniki elektryczne, a rozwiązania w zakresie oprzyrządowania mają kluczowe znaczenie dla monitorowania przebiegu temperatury, wydajności katalizatora oraz składu gazu. Ten krok zamyka obieg w łańcuchu wartości ekologicznego amoniaku, umożliwiając elastyczne i bezemisyjne dostawy energii.
