Trio dánských energetických společností společnými silami vybudovalo v dánském Ramme první továrnu na světě, která produkuje zelený amoniak. Podle dostupných zpráv zvládne vyrábět 5 tisíc tun zeleného amoniaku ročně, v plném rozsahu ze solární a větrné energie. Provoz této továrny by měl uspořit asi 8,2 tisíc tun emisí oxidu uhličitého ročně.
Cílem projektu je vyladit procesy elektrolýzy a syntézy amoniaku a zlepšit efektivitu finančních nákladů, které je nutné do vybudování a provozování těchto technologií vložit. Díky tomuto přístupu trojice, kterou tvoří společnosti Topsoe, Skovgaard Energy a Vestas, porazila další projekty, zabývající se produkcí amoniaku ve větším měřítku.
Továrna na amoniak v Ramme získala podporu Danish Energy Technology Development and Demonstration Program, v celkové výši přes 12 milionů amerických dolarů. Výroba amoniaku je v současné době zodpovědná za asi 1,2 procenta globálních emisí oxidu uhličitého.
Zelená varianta se může stát přímou náhradou za „fosilní“ amoniak při výrobě hnojiv i v dalších odvětvích průmyslu. Podle konzultační společnosti McKinsey & Company je výměna fosilního amoniak za zelený jednou ze snazších cest pro omezení emisí uhlíku v zemědělství.
S tím, jak se ekonomiky jednotlivých zemí posouvají k zelené energetice, lze předpokládat, že cena výroby zeleného amoniaku bude dál klesat. Dnes se zelený amoniak využívá především při výrobě hnojiv, což představuje asi 70 procent spotřeby amoniaku, uplatňuje se i jako médium k bezpečnému a levnému transportu vodíku. Do budoucna by se mohl amoniak využívat také jako palivo.
Dánský projekt je ukázkou technologie typu Power-to-X. Jde o technologie přeměny elektrické energie na uhlíkově neutrální syntetická paliva, jako je vodík, syntetický zemní plyn, kapalná paliva nebo další chemikálie. Takto vyrobená paliva lze používat tam, kde je jinak obtížné dosáhnout snížení emisí uhlíku anebo jako médium pro dlouhodobé uskladnění energie. Ve světě vznikají další velké projekty tohoto typu, které by měly být v dohledné době v provozu.
Video: The world's first dynamic ammonia plant in Ramme, Denmark
Video: Explainer: Why we're unfolding the potential of green ammonia
Literatura
Hlubokomořští mikrobi hltají skleníkové plyny i ropu
Autor: Josef Pazdera (01.12.2018)
Britští Reaction Engines vyvíjejí amoniakové reaktory pro letadla
Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2021)
Výroba amoniaku elektrolýzou by mohla konečně vyřadit Haber-Boschovu syntézu
Autor: Stanislav Mihulka (03.12.2021)
Věřte, nevěřte
Autor: Tomáš Hluska (01.04.2022)
Důmyslný modernizační systém předělá dieselový motor na 90% vodíkový pohon
Autor: Stanislav Mihulka (16.10.2022)
Japonští vědci objevili nový postup pro snadné a bezpečné skladování vodíku
Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2023)
Diskuze:
Základní principy
Kamil Kubu,2024-09-03 17:05:23
Jsou dva základní principy nebo aspekty jakéhokoliv průmyslového provozu závislého na intermitentních zdrojích energie.
Za prvé je to vhodnost konkrétního provozu pro intermitentní provoz. Například solární elektrárna nemá problém, že se v noci vypne. Elektrolyzér už na tom tak dobře není, v závislosti na konstrukci. Výroba amoniaku pravděpodobně musí běžet kontinuálně v vzhledem k nutnosti udržovat vysoké tlaky a teploty. Přerušování provozu je možné řešit skladováním, ať již jde o energie nebo meziprodukty. To samozřejmě zvyšuje investiční náklady a tudíž negativně ovlivňuje ekonomiku takového projektu. Výsledný design musí pracovat s vybavením, které je vhodné k přerušovanému provozu bez zvýšení komplexity a skladováním meziproduktů zajišťovaným jednoduchou a levnou technologií. Z tohoto pohledu je klíčovou technologií na kterou se čeká inovativní typ elektrolyzéru. Snad objev poslední doby v podobě kapilárního elektrolyzéru by mohl těmto podmínkám vyhovovat.
Druhý aspekt je cena, respektive náklady versus kapacitní faktor daného zařízení. Jestliže je zařízení tak levné, že si na sebe dokáže vydělat i během třeba 10% dostupného času plus náklady za skladování pro překlenutí výpadků, tak to smysl může dávat. Ale dnes takové technologie na stole nejsou. Poslední studie od Fraunhofer institutu uváděla ekonomický kapacitní faktor u aktuálních elektrolyzérů na více jak 50%. To je v současné době pro čistě OZE nedosažitelná hodnota. Řešení je pouze v masivním zlevnění technologie elektrolýzy a skladování energie.
Re: Základní principy
Martin Novák2,2024-09-03 21:42:38
Tyto problémy EU "řeší" tím že zakáže nebo zdaní levnější alternativy. Tím cena výsledného produktu naskočí na monopolní efekt. 10% kapacitní faktor místo 50%? No problem, prostě ten vodík bude 5x dražší. A stejně se bude prodávat když nic jiného nebude.
A firmy "řešení" EU řeší pro změnu tím že výrobu v EU zruší a postaví znovu někde kde vláda má ještě rozum.
Re: Re: Základní principy
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-03 22:21:43
To samozřejmě půjde jen do doby, dokud má EU konkurenceschopné vývozní produkty, aby měla za co dovážet panely, akumulátory a zemní plyn. Pak ještě pár let lze fungovat na dluh, ale to už je šikmá plocha.
Re: Re: Re: Základní principy
Martin Novák2,2024-09-04 19:07:57
Na dluh fungujeme už teď. GD má stát 1,5 bilionu euro ročně (nárůst z 1 bilionu), a jak vloni oznámil účetní dvůr EU, dotace pokryjí maximálně 1/10. A nejnověji, náš "odborník" na energetiku ministr Síkela bude asi dělat eurokomisaře pro energetiku. Opravdu nikoho horšího nenašli. Nu což, aspoň se nebudeme trápit tak dlouho...
Ežo Vlkolinský,2024-09-03 15:16:28
Jeponci vraj majú bezemisný diesselový motor na amoniak.
Ekonomikka provozu
Martin Jahoda,2024-09-02 10:54:44
je důležitá věc a všichni to tady rozebíráte, ale všiml jste si někdo jak obrovská je ta elektrárna ve srovnání s výrobou. Dovedete si představit, že každá továrna má ekvivalentně velkou OZE elektrárnu? Kde na to proboha vezmeme místo? Kolik místa by potřebovalo 1000 továren poháněných OZE?
V ČR průmysl spotřebuje 31TWh energie ročně.Je to 37% vyrobené elektrické energie. V ideálním případě by na to stačila plocha solárů asi 80000km2 (12hodin svítí a 12 hodin nesvítí a využitelnost je 100% - pořád bez mraků) . ČR má plochu 78000km2. No a pak potřebujeme ještě napájet domácnosti a služby....
Re: Ekonomikka provozu
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-02 14:48:34
Chce to vidět v širších souvislostech (nejen z hlediska České kotliny):
1. V první řadě část průmyslu stejně není kompatibilní s občasnou elektřinou. Pokud by byla snaha o CO2 neutralitu, jediný smysl dávají jaderné zdroje, případně voda. Tím by kleslo potřebné množství občasných elektráren pro průmysl (plácnu) na polovinu.
2. Tento konkrétní projekt je v Dánsku, které už nyní vyrábí zhruba polovinu elektřiny z větru (19TWh za rok 2022) a další desetinu ze slunce.
3. Je navíc dobré si uvědomit, že ta elektřina nevzniká v průběhu roku rovnoměrně, takže v některé momenty jí je nedostatek, v jiné nadbytek. Výroba zeleného amoniaku by běžela v době přebytků místo toho, aby se jimi zatěžovala síť. Prakticky by sloužila jako regulační prvek.
4. Kdybychom odhlédli od ideologického boje a zároveň chtěli omezit závislost na fosilních palivech, má nejvyšší smysl stavět jaderné elektrárny co to dá. Ale co s již existujícími soláry a větrníky? O občasnou elektřinu sice pragmatičtí zákazníci nestojí, ale co takhle existujícím OZE instalacím vymyslet jiné uplatnění, aby se nemusely předčasně rozebírat?
Je mi jasné, že jde o utopii, protože by se muselo najednou půlce Evropy rozsvítit. Jenže pokud k masovému osvícení nedojde, znamená to, že tu OZE nejenže zůstanou, ale budou ještě přibývat. Takže to využití přebytků se bude hodit o to víc.
5. Pokud by výroba zeleného amoniaku fungovala ekonomicky, může se to know-how uplatnit i mimo Evropu. Třeba v Austrálii, kde mají slunce i místa dost.
Re: Re: Ekonomikka provozu
F M,2024-09-02 17:22:40
Ta plocha mi tak vychází +- už na poli i s rozestupy, ale ještě si přidám.
+elektrifikace zatím neelektrifikovaného, kolik energie se dováží ve formě zpracování/hotových výrobků (tedy bilance s mimo ČR/EU) a zvýšení potřebných objemů materiálů.
Všiml, jenže těch problémů u OZE je tolik, že kdyby to měl člověk neustále celé opakovat tak by sem stále dával ctrl+c "román", ale dobře že na to upozorňujete. Jde to i za těmi elektrolyzéry a ostatními chemičkami.
Ta podpora FVE a větrníkům samozřejmě musí časem skončit (jinak to neuplatíme), nasycení trhu kde to mělo smysl již spíš proběhlo, přinejmenším se blíží, otázka zní jak daleko se necháme zatáhnout/hluboko sebou orat. Také je nasnadě co dělat až to bude dosluhovat, domácnosti to mají jasné, zákonem to mají/budou mít přikázané mít instalované, ale průmysl si může vybírat, přinejhorším jestli tu vůbec bude.
Dokonce mi to háže v elektřině v celé ČR 58TWh(2023) z toho 10 OZE.
Instalovaný výkon (2021) 21GW https://cs.wikipedia.org/wiki/Energetika_v_%C4%8Cesku (plus stejná čísla regulační úřad)
Co se týče ČR ještě že je košer JE.
Souhlasím m, že mimo ČR je ta tendence toto stavět motivována i potenciálem na tom vydělat, tedy je to potenciální investice a dá se to oko přimhouřit víc, zvlášť když se většina dotací získá z EU (obecně zde nevím). U nás v ČR to prakticky jen platíme/konzumujeme. I když to sem nepatří přihodím sem i ten armádní rozpočet, tam se ty 2% také daly alespoň z části neprojíst, vývojové středisko by třeba ČVUT (netuším) slušelo, ideálně továrna na munici + chemička, jenže na OZE? (Joke nejen z důvodu nepočítání emisí v těchto odvětvích).
Ještě sem přidám kousek obecně o ekonomice. Nechápu jak se vůbec někdo může bavit o nějakém reálném růstu (především spotřeby domácností), možná krátkodobě, ale z střednědobého hlediska je v přípravě (nevím jak moc co pokročilo cca do 10let) dalších minimálně 50% inflace základních životních potřeb (bydlení, paliva, potraviny). Popravdě mě dost děsí, že se to vůbec nikde neprobírá.
Re: Ekonomikka provozu
Roman Rodak,2024-09-04 21:10:13
Skuste si to prepositat, na 31TWh rocne staci priblizne 100 km2 solarnych panelov, s rozostupmi nech je to 200 km2. a to nie pri nejakej vymyslenej vyuzitelnosti 50%, ale pri realnej (pre nase kraje) 12%. Pritiahnute za vlasy, plocha CR by stacila na pokrytie spotreby elektriny takmer celej eurazie.
Nechci rypat
Ma Ma,2024-09-01 21:58:19
Pilotni projekce 5000 tun.
Celosvetova produkce 183000000 tun.
Pomer 1: 36600.
Naklady pri zachovani stejne dotace 12 627 miliard Kc.
A ted jina pohadka, Hrnecku var
Ale na návsi bylo už tolik kaše, že si sedláci museli cestu domů prokousat.
Nesmysl.
Pavel Nedbal,2024-09-01 21:48:34
Jakmile se nepodaří to, aby nová technologie dala nižší cenu výrobku než současná, je to špatně.
Včetně použitého zařízení, včetně solární elektřiny a eko-stopy výroby FV panelů a jejich údržby a odpisy. Třeba tak, že dražší hnojiva bude znamenat dražší rohlíky a následně všechno. To není cesta, pochybuji, že bychom akceptovali všeobecné zchudnutí a následné i neschopnosti provozovat technologie.
Abychom mohli něco vyhodnotit, museli bychom dosáhnout levné plně automatizované bezdozorové technologie s automatickou odstávkou večer a spuštění ráno, nebo za měsíc, a výrobek dlouhdobě skladovat, nebo účelně spotřebovat. Konkrétně zde také odstavování zkapalňování a destilace pro získání dusíku (nebo přes molekulární filtry, to je jedno), reaktory Haber-Boschova cyklu až po plnění zásobníků produktem. Pokud tato studie nepotvrdí naše očekávání, a to se většinou dá vykalkulovat předem, je to vyhozená dotace.
Musíme se rozhodnout, jestli zůstaneme jako technologická civilizace, nebo se vrátíme do středověku (ale s redukcí populace nanejvýš na desetinu). Myslím, že už teď jdeme od deseti k pěti.
Re: Nesmysl.
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-01 22:34:28
Studie přece nepropočítá předem veškeré komplikace, které budou v reálném provozu nastávat, ani nezná veškeré optimalizace a inovace, které postupně někdo objeví, aby ty komplikace řešil. A i kdyby, získáte výsledek s nějakou tolerancí v řádu tak desítek procent, která muže znamenat rozdíl, jestli bude fabrika v černých nebo červených číslech.
Naopak když se tady získají zkušenosti z reálného provozu, půjde s daleko vyšší přesností spočítat, kolik by stálo předělat evropskou energetiku na P2G. Budou k dispozici tvrdá data, že tudy (nejspíš) cesta nevede.
Re: Nesmysl.
Pavel Kaňkovský,2024-09-02 00:35:25
Drobná kontrolní otázka: A do ceny současné technologie se všechno počítá? ;)
Re: Nesmysl.
F M,2024-09-02 00:49:01
Nevím o nic víc než vy, tak se mohu mýlit.
To vypínání na noc se vyřešit dá, pokud bude ta OZE produkce mít přebytky a předpokládám, že to tak mají, tak tam bude nějak forma akumulace (tipuji baterie). Horší to bude sezóně a samozřejmě m, pokud se to bude potřebovat kdykoli připojit síti i kdyby jen párkrát na pár hodin ročně, tak náklady na distribuci zůstávají stejné jako kdyby to ze sítě jelo stále, stejně tak potřeba stabilních zdrojů.
Z těch stránek odkazu doleji "Energie z obnovitelných zdrojů: 50 MW nových solárních panelů a 12 MW stávajících větrných turbín V80-2,0 MW Vestas.
Také nemám problém s tím, že se postaví menší zkušební provoz, jen bych byl raději kdyby se to dělo ještě trochu v menším, rychleji (aby se dalo jednodušeji měnit sestavení). V této fázi jsou ty OZE čistý marketink (dotace).
Největší obavy mám z té kalkulace. Tady mělo být pokračování, shrnující poznání o schopnosti nejen EU toto objektivně posoudit a spravit co nejšířeji a nejpravdivěji veřejnost o výsledku, po 5 smazaných pokusech to vzdávám, byl bych příliš jízlivý, kdybych se troškou odvázal i vulgární.
Re: Re: Nesmysl.
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-02 01:54:00
Nejsem si jistý, jak moc by tady dávaly smysl akumulátory, když už samotná elektrolýza vody je forma akumulace energie. A při Haber-Boschově syntéze i při destilaci vzduchu se zase spotřebuje hromada elektřiny na pohon kompresorů, přičemž produkty jsou skladovatelné. Spíš čekám, že půjde o to, jak celou technologii optimalizovat, aby jí šlo bezproblémově třeba do hodiny odstavit. Pokud by ten provoz byl závislý na akumulátorech, bylo by předem jisté, že to nebude ekologické, natož ekonomické.
K těm odstávkám na noc - vítr fouká i v noci (pokud fouká). Naopak soláry v některé dny nevyrobí skoro nic. Takže s předvídatelnými cykly den-noc bych nepočítal. Hlavně jistě půjde celou fabriku odstavit na několik týdnů až měsíců v kritická zimní období, kdy výroba z OZE vázne, ale spotřeba je vysoká.
Ad udělat to v menším - Některé provozní problémy se mohou ukázat a nebo naopak vyřešit až ve větším měřítku. A ono to v celoevropském kontextu malé je, pokud by zůstalo jen u jedné fabriky. Spíš bych se bál, jak naznačujete, demagogických závěrů ignorujících, že to jede masivně na dotace. Ale mám dojem, že vzhledem ke špatnému stavu ekonomiky začíná ekonadšení uvadat i na západ od našich hranic.
Re: Re: Re: Nesmysl.
F M,2024-09-02 14:31:47
Bohužel akumulátory nabíjené OZE dodávají zelenou energii a na víc se zatím nikdo moc neptá. Máte pravdu, že ta optimalizace může být i směrem zabezpečení vyšší produkce na straně energeticky náročnějších procesů v době kdy je nejvyšší výkon OZE. To bych bral také jako akumulaci, ale přece jenom alespoň smysluplnou, nejsem schopný posoudit kde jsou úzká místa a tak a zda to má smysl. Baterii tam čekám, otázka zní jak velkou, podle toho se bude řešit ta využitelnost v čase, alespoň na ty noční propady bych tipl, že tam bude. Větrníku je tam méně, někde jsem to psal přesně. S tou velikostí záleží co to má řešit, máte pravdu, že vše se na menším provozu odchytit nedá.
Ještě přihodím to téma co nadhodil nahoře pan jahoda, plocha pokrytá OZE, chemičkami, pokud by to opravdu mělo řešit paliva tak kolikrát větší? A to je jen "hloupý" amoniak, teď kovy, ostatní chemický průmysl, stavebnictví a samozřejmě samotná výroba těch OZE. Tam mi ještě nikdo nedokázal, že fotovoltaika s větrníky jsou schopny produkovat víc než samy spotřebují, samozřejmě myslím celý řetězec i s akumulací, výstavbou, elektronikou, továrnami na to vybavení továren, stavební materiály, vedením a transportem atd. Ne že bych tomu nevěřil, asi to vyjde, ale řekl bych, že to je úplně základní věc kterou je třeba zjistit a nikde jsem to neviděl a úplně jistý si nejsem (tím že ten přebytek bude k žití). Ono se to u panelů u kterých je výroba zabezpečena ropu a trochu jádrem počítá snadno (minimálně instalovaný výkon stačí 1x, o té dopravě už nemluvě vůbec) a ta čísla vyjdou pěkná.
Re: Re: Re: Re: Nesmysl.
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-02 15:27:16
Tu otázku ve druhém odstavci vůbec neřeším, protože si jsem na 99+ procent jistý, že v následujících 20 letech v Evropě nic z toho nebude aktuální. Není na to politická síla, ekonomické zdroje a kdo ví, zda je to vůbec technicky možné (jak píšete). Současné vize jsou jen zelené tanečky pro blbečky. Co se stane, je, že buď Evropa rychle nabere jiný politický směr a nebo do těch 20 let dojde k brutálnímu zchudnutí a budeme si tu žít tak krásně jako v Argentině nebo na Kubě. Vedlejším efektem zchudnutí bude částečné snížení produkce CO2. Jestli by mohla technologická civilizace fungovat čistě na OZE, je pro mě příliš akademická otázka odtržená od reality :-) Asi jako diskuse o Dysonových sférách...
Krok dobrým směrem
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-01 14:10:05
Nemá smysl pálit v autech a lokomotivách vodík, dokud se na výrobu amoniaku používá zemní plyn. Na tomto provozu se ověří, zda ta výroba v občasném režimu dává ekonomický smysl či ne. Pak má smysl se případně bavit o používání vodíku i jako paliva.
Re: Krok dobrým směrem
F M,2024-09-01 17:21:48
Mám obavy z toho nastavení pro to prověření :-(
Vycházíme ze zdroje kde se mimo jiné dozvíte i tuhle perličku k jinému počinu: "The company needs a couple more certifications before it can power on its modular machines that promise green ammonia at nearly half the cost of gray ammonia production – and right on site for farmers." S těmi čísly se dají dělat zázraky. Jinak se na cenu hnojiva dívá člověk který přemýšlí jestli jíst víc oříšků, zeleniny, nebo ryb a jinak člověk který o tom jestli bude mít vůbec co, o bydlení nemluvě. A další věc je skutečný celkový environmentální dopad, ale ten asi nezajímá vůbec nikoho. Samozřejmě víc peněz na lepší rakety, nebo mediální masáž pro prosazení svých požadavků má ten první.
Ještě technická, pochybuji že to bude fungovat pouze na ty instalované OZE, tedy ještě bude minimálně k těm dopadům započíst celkem slušnou baterii a nejspíše i ty vnější zdroje které jim to ve výrazně nepříznivých podmínkách budou jistit, nebo ještě větší baterii a nějaké bezpečné odstavení. Samozřejmě i s administrativní budovou ;-)
https://www.topsoe.com/press-releases/worlds-first-of-its-kind-green-ammonia-plant-inaugurated-by-skovgaard-energy-vestas-and-topsoe
Re: Re: Krok dobrým směrem
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-01 18:17:56
Souhlasím, ale myslím, že zkreslující vlivy dotací a emisních odpustků, by šlo při bližší analýze odstranit.
Výhoda je, že kdyby to ekonomicky vycházelo alespoň kolem nuly, šlo by na tom bez ztrátových dotací odladit proces výroby vodíku z občasných zdrojů a čím levnější by byl, tím víc přirozených aplikací by si postupně našel.
Samozřejmě ve hře je i varianta, že i přes veškerou snahu a optimalizace bude ten zelený amoniak dvakrát dražší než při výrobě z "šedého" vodíku a pak by byl s přivřením obou dvou očí obhajitelný možná tak na tu výrobu hnojiv.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
