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從肥料到燃料:綠氨市場如何助力減少碳排放?

2024-01-03三農


肯雅堅果公司(Kenya Nut Company)將成為世界上第一家不使用化石燃料而現場生產化肥的農場。這個器材由美國初創公司 Talus Renewables建造,農場內一家小型化肥廠,利用太陽能從水中分離氫氣,每天可生產出1英噸(約1016公斤)的 "綠色氨"。

長期以來,氨一直被用於肥料,但其生產過程通常是從天然氣而不是水中分離出的氫形成的,這一過程會導致大量碳排放。

全球氨生產占能源相關的二氧化碳排放量的1.3%,與航空業的2%相近。考慮到這一點,綠氨可為農業脫碳帶來巨大的潛力。同時,綠氨也有望用作清潔燃料的替代品。

來源:TALUS RENEWABLES

圖說:肯雅內羅比附近的肯雅堅果公司的小型化肥廠。

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什麽是綠氨?

氨通常是由氫氣和氮氣反應合成,常用的方法是透過一種稱為哈伯-博施工藝的途徑生產。這種所謂的 "棕氨"使用化石燃料來制備氫氣並提供能源。每生產1噸氨會釋放約 2 噸溫室氣體。

棕氨的生產規模巨大,據估計,全球約有一半的糧食生產使用合成氮肥。

來源:Our World in Data

圖說:合成氨養活了一半的世界人口。

與棕氨相比,綠氨使用可再生能源,並分別從水和空氣中分離氫氣和氮氣。這種合成氨生產方式通常成本較高,但隨著可再生能源價格的下降,成本也在逐漸降低。

除了排放較少這一顯著優勢外,綠氨的生產也不像棕氨生產那樣依賴天然氣。鑒於俄羅斯既是重要的氨生產國,也是天然氣來源國,這一點尤為重要。由於俄烏沖突,俄羅斯受到系列制裁,導致化肥短缺,價格飛漲。

來源:Statista

圖說:氨市場主要使用場景,大部份用於農業。

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氨有哪些用途?

大約 70% 的氨用於化肥,其余用於工業用途,包括塑膠、炸藥和合成纖維。隨著人口的增長,預計未來幾年對氨的需求將大幅增長。

除了農業和工業,由於綠氨的低碳影響,人們對其作為可持續燃料的潛力也越來越感興趣。

特別是,人們希望它能幫助減少航運業的碳足跡,盡管還需要克服一些障礙,包括儲存和配送方面的障礙。

不過,與氫氣相比,氨的儲存和運輸可能更容易,成本也更低,而氫氣也被譽為潛在的清潔燃料來源。因此,氨也可用作氫載體。

氨還有可能在工業流程和發電中替代化石燃料。例如,氨可以提供一種儲存和運輸可再生能源的長期方式。

來源:Statista

圖說:全球對氨的需求正在增長。

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前路有哪些挑戰?

綠氨的生產還處於早期階段,需要大量投資和基礎設施來擴大規模。

此外,由於氨氣的毒性,運輸和儲存氨氣還需要考慮安全問題。

盡管如此,氨的開發對於脫碳困難的行業仍大有裨益。世界經濟論壇的 "先行者聯盟"(First Movers Coalition)正在共同努力,為鋁業、航空、化工、混凝土、航運、鋼鐵和卡車運輸等難以減排的行業提供清潔技術解決方案,這些行業的排放量占全球排放總量的30%。

例如,航運和物流集團Höegh Autoliners於2022年加入該聯盟,並承諾到2030年至少有5%的深海業務使用綠色氨或綠色甲醇。

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綠氨是未來趨勢嗎?

我們應優先將綠氨放在顯著位置,同時也必須減少棕氨的生產。改革農業和糧食系統以降低對棕氨的依賴是解決難題的關鍵,特別是考慮到人類產生的溫室氣體排放有三分之一來自糧食系統。

但與此相平衡的是,我們需要生產高質素、低排放的糧食來滿足不斷增長的人口的需要。已經有太多人無法獲得足夠營養的食物。

世界經濟論壇正在與公共、私營和民間社會夥伴合作開展糧食創新中心倡議,以推動可持續糧食生產和消費的發展。

同時,論壇的另一項倡議「一億農民」旨在加快農民的集體行動,推廣氣候和自然友好型農業實踐。

世界經濟論壇糧食和水資源負責人塔尼亞-史特勞斯(Tania Strauss)說:「恢復土壤健康能為世界帶來第二大碳匯,防止淡水流失並加強管理,保護生物多樣性,提供營養豐富的食物,並為各地農民提供有韌性的生計。」

史特勞斯表示:「我們不僅要創新技術,還必須創新與農民社區的合作方式,以制定切合目標的解決方案,恢復土壤健康,適應氣候變遷。」

本文作者Charlotte Edmond為世界經濟論壇議程高級撰稿人。原文刊載於世界經濟論壇Agenda網誌。

原文連結(見閱讀原文):

https://www.weforum.org/agenda/2023/11/green-ammonia-climate-change-energy-transition/

首圖來源:Charlotte Edmond

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免責聲明:

本文僅用於學術交流和傳播,不構成投資建議

文章來源於:環球零碳