Amônia verde – transportadora de hidrogênio para um mundo neutro em carbono
Atualmente, mais de 70 % da amônia é utilizada na produção de fertilizantes, sendo que o restante é empregado como refrigerante e matéria-prima química. A amônia verde, feita de hidrogênio e nitrogênio renováveis, está ganhando importância como um transportador de energia livre de carbono. Liquefeito a -33 °C, permite o transporte seguro e eficiente de hidrogênio por longas distâncias. No destino, a amônia pode ser colocada de volta no hidrogênio, permitindo um acesso flexível a energia limpa. Ele também será utilizado diretamente como combustível marítimo, movendo navios sem emissões de CO₂ – um passo fundamental para a descarbonização do transporte e da indústria globais.
Principais vias na produção de amônia verde
Na WIKA, capacitamos nossos clientes a liderar a transformação com um portfólio abrangente de soluções inteligentes de instrumentação, adaptadas a cada etapa da cadeia de valor da amônia verde. Nossos instrumentos ajudam você a realizar operações confiáveis, eficientes e seguras — desde a produção de hidrogênio até a síntese, o armazenamento e o craqueamento de amônia — para que você possa atingir com segurança suas metas de sustentabilidade.
A unidade de eletrólise da água é o ponto de partida do processo de produção de amônia verde. Alimentada por energia renovável proveniente de fontes eólicas ou solares, esta unidade separa a água purificada (H₂O) em hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂) por meio de eletrólise.
O hidrogênio verde produzido é uma matéria-prima essencial para a síntese de amônia quando combinado com o nitrogênio proveniente da unidade de separação de ar. Tecnologias como as células de eletrólise PEM, alcalinas e de óxido sólido (SOEC) são utilizadas de acordo com as necessidades de eficiência, escala e integração. Esta unidade permite o fornecimento de hidrogênio livre de carbono, garantindo a sustentabilidade de toda a cadeia de valor do power-to-X.
Com as soluções de medição de precisão da WIKA, você pode garantir desempenho, segurança e conformidade ideais em suas operações de eletrólise de água – maximizando o valor do seu investimento em hidrogênio verde.
No processo de produção de amônia verde, a unidade de separação de ar (ASU) desempenha um papel fundamental ao extrair nitrogênio (N₂) do ar ambiente. Esse nitrogênio é um reagente essencial na síntese de amônia (NH₃) quando combinado com hidrogênio verde produzido por meio da eletrólise da água.
A ASU normalmente utiliza destilação criogênica para separar o ar em seus componentes principais, como nitrogênio, oxigênio e argônio, fornecendo nitrogênio de alta pureza, essencial para uma síntese de amônia eficiente e sustentável. Integrada à cadeia de valor mais ampla do “power-to-X”, a ASU contribui para a descarbonização ao possibilitar um caminho livre de combustíveis fósseis para a produção de amônia.
Ao integrar a instrumentação de alta precisão da WIKA, você obtém uma extração de nitrogênio confiável e estabilidade do processo, promovendo uma síntese de amônia eficiente e sustentável, ao mesmo tempo em que minimiza os riscos operacionais.
A unidade de síntese de amônia é o coração do processo de produção de amônia verde. Combina hidrogênio verde produzido por eletrólise da água com nitrogênio extraído do ar ambiente por meio de uma unidade de separação de ar, sob alta pressão e temperatura, utilizando o processo Haber-Bosch. Essa reação catalítica forma amônia (NH₃), que pode então ser armazenada, transportada ou utilizada diretamente como vetor energético livre de carbono.
A unidade foi otimizada para oferecer eficiência e sustentabilidade, possibilitando um caminho livre de combustíveis fósseis para a produção de amônia no âmbito da iniciativa “power-to-X”. Os sensores e transmissores avançados da WIKA permitem monitorar parâmetros críticos em tempo real, garantindo uma conversão eficiente, segurança do processo e qualidade consistente do produto – ajudando você a atingir as metas de produção e os objetivos de sustentabilidade.
A unidade de resfriamento e separação é a etapa final do processo de produção de amônia verde. Após a síntese, o gás amônia é resfriado até aproximadamente -33 °C por meio de uma série de trocadores de calor e resfriadores de amônia.
Esse processo de resfriamento condensa a amônia, transformando-a em líquido, o que permite um armazenamento e transporte eficientes. Ao mesmo tempo, os gases que não reagiram são separados e reciclados de volta para o circuito de síntese. A instrumentação de precisão, como indicadores de nível, transmissores de processo, transmissores de temperatura e instrumentos de medição de vazão, garante um funcionamento estável, eficiência energética e manuseio seguro em condições criogênicas.
Os instrumentos da WIKA oferecem monitoramento e controle em tempo real durante a liquefação e a separação, ajudando a manter a eficiência energética, evitar perdas e garantir o manuseio seguro da amônia criogênica.
A unidade de armazenamento de amônia é um componente essencial na cadeia de valor da amônia verde, projetada para armazenar com segurança amônia liquefeita a temperaturas criogênicas em torno de -33 °C. Esses tanques de armazenamento geralmente possuem parede dupla para isolamento térmico e segurança, garantindo a contenção estável do NH₃ antes de seu transporte ou utilização em etapas posteriores.
Instrumentos avançados de medição de nível e pressão, como sensores de radar, transmissores hidrostáticos e termopares multiponto, permitem um monitoramento e controle precisos. Esta unidade atua como um intermediário entre a produção e a distribuição, apoiando tanto o consumo local quanto a exportação global de amônia verde como vetor energético livre de carbono.
Ao optar pela instrumentação avançada da WIKA, você garante um armazenamento de amônia seguro, eficiente e em conformidade com as normas – protegendo seus ativos e garantindo um abastecimento confiável para seus clientes.
A unidade de craqueamento de amônia permite a transformação inversa da amônia verde em hidrogênio, tornando-a um elemento essencial para a distribuição e utilização do hidrogênio. Por meio de um processo catalítico de alta temperatura, a amônia (NH₃) é decomposta termicamente em nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂), que podem então ser utilizados como combustível limpo para geração de energia, processos industriais ou aplicações de mobilidade.
Tecnologias como o H₂Retake™ da Haldor Topsoe e o craqueador totalmente elétrico da Syzygy Plasmonics estão aumentando a eficiência e a escalabilidade desse processo. A unidade é normalmente equipada com reformadores a combustão ou aquecedores elétricos, e as soluções de instrumentação são essenciais para monitorar os perfis de temperatura, o desempenho do catalisador e a composição do gás. Essa etapa fecha o ciclo da cadeia de valor da amônia verde, possibilitando o fornecimento de energia flexível e livre de carbono.
