Рынок зеленого аммиака в Северной Америке По способу производства (щелочной электролиз воды, протонообменная мембрана, электролиз твердого оксида), По конечному использованию (производство электроэнергии, транспорт, удобрения и другие), По стране и конкуренции, Прогноз и возможности 2024-2032

Обзор рынка

Ожидается, что рынок зеленого аммиака в Северной Америке продемонстрирует устойчивый рост в прогнозируемый период с среднегодовым темпом роста 37,47%. Производство зеленого аммиака подразумевает создание аммиака с помощью полностью возобновляемых и безуглеродных процессов. Это замечательное вещество находит множество применений благодаря своим уникальным свойствам, включая возможность хранения при сверхнизких температурах, вплоть до -33 °C, или в значительных количествах в виде жидкости при минимальном давлении, обычно около 10–15 бар. В частности, зеленый аммиак позиционируется как топливо с нулевым выбросом углерода, пригодное для сжигания в двигателях или использования в топливных элементах для выработки электроэнергии. Более того, он служит в качестве зеленого носителя водорода, облегчая хранение и транспортировку чистого водорода, важнейшего компонента в ландшафте возобновляемой энергии. Значение зеленого аммиака распространяется на решение насущных глобальных проблем, включая продовольственную безопасность для постоянно растущего населения мира и производство электроэнергии без выбросов углерода. Кроме того, он имеет огромные перспективы как потенциальное климатически нейтральное транспортное топливо в будущем, предлагая устойчивую альтернативу традиционным ископаемым видам топлива. Кроме того, разрабатываются планы по использованию зеленого аммиака в разработке углеродно-нейтральных удобрений, которые могли бы произвести революцию в сельскохозяйственной практике за счет сокращения углеродного следа, связанного с производством и применением удобрений. Совместное сочетание этих факторов способствует росту рынка зеленого аммиака в Северной Америке в течение прогнозируемого периода.

Ключевые движущие силы рынка

Рост спроса на зеленый аммиак в секторе производства электроэнергии

В стремлении к более чистым и устойчивым источникам энергии зеленый аммиак стал многообещающим кандидатом, особенно в секторе производства электроэнергии. Зеленый аммиак, производимый с использованием возобновляемых источников энергии и выделяющий минимальное количество или вообще не выделяющий углекислый газ во время производства, представляет собой убедительное решение для сокращения выбросов парниковых газов и перехода к будущему с низким уровнем выбросов углерода. Аммиак с высоким содержанием водорода давно признан потенциальным энергоносителем. Однако традиционные методы производства аммиака, в значительной степени зависящие от ископаемого топлива и выделяющие значительное количество углекислого газа (CO2), не соответствовали целям устойчивого развития. Зеленый аммиак, с другой стороны, производится с использованием возобновляемых источников энергии, в первую очередь энергии ветра и солнца, для получения водорода с помощью процесса, называемого электролизом. Затем этот водород соединяется с азотом для получения аммиака. Результатом является чистое, безуглеродное топливо с разнообразными применениями в различных отраслях промышленности. Одним из наиболее существенных факторов спроса на зеленый аммиак является его применение в производстве электроэнергии. Зеленый аммиак может использоваться в качестве чистого топлива на тепловых электростанциях, помогая заменить уголь и природный газ. При сжигании в турбинах внутреннего сгорания зеленый аммиак производит тепло и электричество с нулевым выбросом CO2, что делает его привлекательным вариантом для сокращения углеродного следа производства электроэнергии. Технология сжигания аммиака уже хорошо зарекомендовала себя, что делает относительно простой интеграцию зеленого аммиака в существующие электростанции. Возможность модернизации аммиака на обычных электростанциях еще больше ускоряет его внедрение, предлагая практическое решение для сокращения выбросов в энергетическом секторе.

Более того, хранение энергии является важнейшим компонентом устойчивой энергетической системы, позволяя эффективно использовать непостоянные возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца. Зеленый аммиак привлек внимание как надежный носитель энергии. Избыточная возобновляемая энергия в периоды низкого спроса может быть использована для производства зеленого аммиака путем электролиза. Затем этот зеленый аммиак можно хранить и транспортировать туда, где он необходим, выступая в качестве гибкого резервуара энергии. Когда спрос на электроэнергию резко возрастает, зеленый аммиак можно преобразовать обратно в электричество с помощью топливных элементов на основе аммиака или газовых турбин, высвобождая накопленную энергию и стабилизируя сеть. Такая универсальность в хранении энергии делает зеленый аммиак жизненно важным инструментом для обеспечения постоянного и надежного энергоснабжения, даже в условиях колебаний генерации возобновляемой энергии.

Более того, сектор производства электроэнергии находится под растущим давлением, требующим сокращения выбросов углерода, поскольку страны берут на себя обязательства по амбициозным целям в области климата. Зеленый аммиак представляет собой убедительное решение для электростанций по декарбонизации своей деятельности без необходимости дорогостоящих изменений инфраструктуры. Внедряя зеленый аммиак в качестве чистого топлива, электростанции могут соответствовать целям устойчивого развития и значительно сократить свой углеродный след. Быстрое расширение возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, создало потребность в эффективных решениях по хранению энергии. Зеленый аммиак как энергоноситель дополняет усилия по интеграции возобновляемых источников энергии, предоставляя средства для хранения избыточной энергии в периоды пиковой генерации и ее высвобождения при необходимости. Эта роль в хранении энергии позиционирует зеленый аммиак как важнейший компонент надежной и устойчивой энергетической сети. Быстрое расширение возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, создало потребность в эффективных решениях по хранению энергии. Зеленый аммиак как энергоноситель дополняет усилия по интеграции возобновляемых источников энергии, предоставляя средства для хранения избыточной энергии в периоды пиковой генерации и ее высвобождения при необходимости. Эта роль в хранении энергии позиционирует зеленый аммиак как важнейший компонент надежной и устойчивой энергетической сети. Таким образом, растущий спрос на зеленый аммиак в секторе производства электроэнергии приводит к росту рынка зеленого аммиака в Северной Америке.

Растущий спрос на зеленый аммиак в транспортном секторе

Транспортный сектор находится на переднем крае глобальных усилий по сокращению выбросов парниковых газов и борьбе с изменением климата. Поскольку мир ищет более чистые и устойчивые альтернативы традиционным ископаемым видам топлива, зеленый аммиак стал многообещающим решением для декарбонизации различных видов транспорта. Транспортный сектор вносит значительный вклад в глобальные выбросы углерода, поскольку дорожные транспортные средства, суда и самолеты в значительной степени зависят от ископаемого топлива, такого как бензин, дизельное топливо и керосин. Для решения экологических проблем, связанных с традиционным транспортным топливом, все более настоятельно необходимо перейти на более чистые и устойчивые альтернативы. Зеленый аммиак, производимый с использованием возобновляемых источников энергии и выделяющий минимальное количество или вообще не выделяющий углекислый газ (CO2) во время производства, обладает огромным потенциалом в качестве чистого и устойчивого транспортного топлива. Его использование может значительно сократить выбросы парниковых газов, уменьшить загрязнение воздуха и способствовать более устойчивому будущему.

Более того, зеленый аммиак может заменить обычное судовое топливо, сократив выбросы с грузовых судов, круизных лайнеров и других судов. Двигатели, работающие на аммиаке, обладают высокой плотностью энергии, что позволяет совершать более длительные рейсы без дозаправки. Зеленый аммиак может использоваться в качестве альтернативы керосину в авиации. Разработка топливных элементов на основе аммиака и газовых турбин для авиационных двигателей обещает сократить авиационные выбросы. Аммиак может использоваться в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания или преобразовываться в водород на топливных элементах на борту транспортных средств. Его применение в большегрузных автомобилях, автобусах и внедорожных транспортных средствах может способствовать более чистому городскому транспорту. Локомотивы, работающие на аммиаке, могут предложить экологически чистое решение для грузовых и пассажирских железнодорожных перевозок, сокращая выбросы вдоль железнодорожных сетей.

Кроме того, правительства инвестируют в развитие инфраструктуры производства и распределения аммиака для поддержки использования зеленого аммиака в транспорте. Это включает в себя строительство предприятий по производству аммиака, транспортных сетей и заправочных станций для транспортных средств и судов, работающих на аммиаке. Инвестиции государственного и частного секторов в исследования и разработки стимулируют инновации в области технологий зеленого аммиака для транспорта. Эти инвестиции финансируют проекты, направленные на улучшение двигателей, работающих на аммиаке, топливных элементов и систем преобразования, что делает зеленый аммиак более доступным и эффективным. Таким образом, ожидается, что большое количество преимуществ зеленого аммиака будет стимулировать спрос на рынке зеленого аммиака в Северной Америке в прогнозируемый период.

Рост спроса на зеленый аммиак в индустрии удобрений

Индустрия удобрений играет решающую роль в обеспечении продовольственной безопасности и поддержке производительности сельского хозяйства. Удобрения необходимы для обеспечения сельскохозяйственных культур необходимыми питательными веществами для процветания и удовлетворения растущих потребностей растущего населения мира. Однако традиционное производство удобрений на основе аммиака было связано со значительными экологическими проблемами, включая выбросы углерода и энергоемкие процессы. В ответ на эти опасения спрос на зеленый аммиак в индустрии удобрений неуклонно растет. Удобрения являются краеугольным камнем современного сельского хозяйства, повышая урожайность и обеспечивая наличие достаточных запасов продовольствия для растущего населения мира. Эти основные ресурсы обеспечивают растения жизненно важными питательными веществами, в первую очередь азотом, фосфором и калием, которых часто не хватает в почвах. Удобрения на основе азота, особенно на основе аммиака, являются одними из наиболее широко используемых в сельском хозяйстве из-за их способности стимулировать рост растений и повышать урожайность.

Более того, острая необходимость решения проблемы изменения климата побудила правительства, отрасли и потребителей искать устойчивые альтернативы процессам с высоким уровнем выбросов. Производство зеленого аммиака соответствует глобальным усилиям по сокращению выбросов парниковых газов и ограничению глобального потепления. Переход к возобновляемым источникам энергии, таким как ветер, солнце и гидроэнергетика, создал возможности для устойчивого производства аммиака. Эти возобновляемые источники энергии могут питать процессы электролиза для производства зеленого водорода, ключевого компонента в синтезе зеленого аммиака. Растущая осведомленность и обеспокоенность по поводу воздействия производства продуктов питания на окружающую среду побудили потребителей поддерживать устойчивые и экологически чистые методы ведения сельского хозяйства. Зеленый аммиак позволяет индустрии удобрений реагировать на эти предпочтения потребителей. Зеленый аммиак может использоваться в качестве сырья для производства нитрата аммония, распространенного удобрения на основе азота. Эта устойчивая альтернатива снижает углеродный след производства нитрата аммония, сохраняя при этом его эффективность в содействии росту сельскохозяйственных культур. Таким образом, эти факторы доминируют над ростом рынка зеленого аммиака в Северной Америке в прогнозируемый период.

Основные проблемы рынка

Конкурентоспособность по стоимости

Одной из основных проблем, с которой сталкивается рынок зеленого аммиака, является конкурентоспособность по стоимости. Производство зеленого аммиака с использованием возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра или солнца, может быть более дорогим по сравнению с традиционными методами производства аммиака, которые полагаются на ископаемое топливо. Более высокие первоначальные инвестиции, необходимые для инфраструктуры производства зеленого аммиака, такой как электролизеры и объекты возобновляемой энергии, могут отпугнуть потенциальных инвесторов. Чтобы решить эту проблему, правительства, научно-исследовательские институты и частные компании должны сотрудничать для стимулирования инноваций и снижения производственных затрат. Достижения в области электролизной технологии, экономия за счет масштаба и разработка интегрированных энергетических систем могут помочь сделать зеленый аммиак более конкурентоспособным по стоимости по сравнению с традиционным производством аммиака.

Процесс производства имеет множество технических препятствий, которые необходимо преодолеть, поскольку они влияют на производственные затраты. Производство зеленого аммиака опирается на энергоемкие технологии, требующие высоких температур и давления, что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты. Растущая стоимость возобновляемой энергии и электролиза является одной из существенных причин, сдерживающих внедрение зеленого аммиака. Кроме того, по оценкам, себестоимость производства зеленого аммиака в 1,5 раза выше, чем традиционного продукта на основе аммиака из природного газа. Следовательно, ожидается, что высокие производственные затраты ограничат рост мирового рынка зеленого аммиака в течение прогнозируемого периода.

Выровненная стоимость зеленого аммиака

Существует большая неопределенность в отношении себестоимости производства зеленого аммиака, в основном из-за большого объема прогнозируемого производства и отсутствия надежного опыта, что влияет на капитальные затраты электролиза. Эти неопределенности должны значительно снизиться в течение следующих нескольких лет по мере реализации более масштабных проектов электролиза. Аналогичный уровень неопределенности существует для стоимости капитала, которая может быть обусловлена экономическими и политическими факторами. Поскольку спрос на возобновляемые источники энергии растет, ожидается, что крекинг аммиака без повторного преобразования в водород предполагает, что производители должны отдать приоритет достижению совместимости зеленого аммиака с технологией топливных турбин в долгосрочной перспективе. Все упомянутые факторы привели к увеличению производственных затрат и задержали рост рынка.

Основные тенденции рынка

Зеленый аммиак для хранения энергии

Спрос на зеленый аммиак как решение для хранения энергии быстро набирает обороты, поскольку мир ищет устойчивые альтернативы традиционным источникам энергии. Зеленый аммиак, производимый в процессе, работающем на возобновляемых источниках энергии, таких как ветер или солнце, стал многообещающим кандидатом для хранения и транспортировки чистой энергии. Зеленый аммиак можно эффективно хранить и транспортировать, что делает его универсальным энергоносителем. Его можно хранить в жидкой форме под умеренным давлением и при относительно низких температурах, что упрощает логистику хранения и транспортировки. Такая гибкость означает, что зеленый аммиак можно транспортировать из регионов с избытком возобновляемой энергии в регионы с высоким спросом на энергию, эффективно выступая в качестве средства транспортировки и хранения возобновляемой энергии.

Кроме того, наиболее существенным преимуществом зеленого аммиака как решения для хранения энергии является его высокая плотность энергии. Аммиак имеет значительно более высокую плотность энергии по объему по сравнению с другими энергоносителями, такими как водород или литий-ионные аккумуляторы. Это делает его хорошо подходящим для длительного хранения и транспортировки, что позволяет использовать зеленый аммиак в различных приложениях.

Более того, зеленый аммиак может служить источником чистого водорода, поскольку при необходимости его можно легко преобразовать обратно в водород. Затем этот водород можно использовать в топливных элементах для выработки электроэнергии или в качестве чистого топлива для различных промышленных процессов, что еще больше увеличивает его универсальность как энергоносителя. Помимо своих возможностей хранения энергии, зеленый аммиак является универсальным химическим соединением с многочисленными промышленными применениями. Его можно использовать в качестве удобрения в сельском хозяйстве, сырья в химическом производстве и охлаждающей жидкости в промышленных процессах. Эта двойная применимость увеличивает его спрос и экономическую жизнеспособность, делая его привлекательным вариантом для устойчивого хранения энергии.

Благоприятные правительственные инициативы

Благоприятные правительственные инициативы в отношении зеленого аммиака в Северной Америке формируют переход региона к устойчивой энергетике и декарбонизации. В Соединенных Штатах приверженность администрации Байдена борьбе с изменением климата и продвижению чистой энергии стимулировала несколько инициатив, направленных на продвижение зеленого аммиака. Американский план рабочих мест включает положения о разработке чистого водорода и аммиака в качестве энергоносителей с упором на их использование в транспортном и промышленном секторах. Этот план выделяет значительное финансирование на исследования, разработку и внедрение технологий зеленого аммиака. Кроме того, федеральные налоговые льготы и стимулы для производства и хранения чистой энергии стимулируют инвестиции в инфраструктуру зеленого аммиака. Инициативы на уровне штатов, такие как стремление Калифорнии к чистому топливу и решениям по хранению энергии, еще больше усиливают спрос на зеленый аммиак в стране.

Более того, твердая приверженность правительства устойчивой энергетике согласуется с развитием зеленого аммиака. Водородная стратегия Канады, опубликованная в 2020 году, подчеркивает роль водорода и аммиака как важнейших компонентов будущего чистой энергии страны. Правительство оказывает финансовую поддержку научно-исследовательским и опытно-конструкторским проектам, связанным с производством зеленого аммиака, уделяя особое внимание использованию избыточной возобновляемой энергии, вырабатываемой в таких провинциях, как Альберта. Кроме того, канадские правила о низкоуглеродном и нулевом топливе стимулируют использование низкоуглеродного топлива, такого как зеленый аммиак, в транспортном секторе, что еще больше способствует его принятию.

Кроме того, нормативная база в Северной Америке развивается с учетом зеленого аммиака. Правительственные учреждения работают над установлением четких руководящих принципов и стандартов для производства, транспортировки и использования зеленого аммиака, обеспечивая безопасность и надежность его развертывания. Эти регулирующие усилия вселяют уверенность в инвесторов и заинтересованных сторон отрасли, способствуя росту рынков зеленого аммиака.

Сегментарные идеи

Тип

Основываясь на методе производства, сегмент электролиза щелочной воды, как ожидается, зарегистрирует самый высокий рост в 55,08% в прогнозируемый период 2024-2032 годов.

Кроме того, AWE предлагает высокий уровень энергоэффективности, что позволяет эффективно использовать излишки возобновляемой энергии. Это означает, что избыточная энергия, вырабатываемая в периоды пиковой доступности, может храниться в виде зеленого аммиака, служащего энергоносителем или источником чистого топлива для различных применений, включая удобрения. Зеленый аммиак, производимый с помощью AWE, также отличается высокой чистотой, что обеспечивает его совместимость с широким спектром отраслей за пределами сельского хозяйства, таких как производство электроэнергии и транспорт. Подводя итог, можно сказать, что электролиз щелочной воды представляет собой устойчивый и универсальный метод производства зеленого аммиака, воплощающий принципы экологической ответственности, энергоэффективности и масштабируемости, необходимые для устойчивого будущего.

Аналитика конечного использования

Исходя из конечного использования, ожидается, что сегмент производства электроэнергии зарегистрирует самый высокий рост в 55,38% в течение прогнозируемого периода 2024-2032 годов.

Более того, способность зеленого аммиака транспортировать водород в более плотной и безопасной форме делает его важнейшим компонентом в формирующейся водородной экономике. Аммиак можно легко транспортировать и хранить, что делает его идеальной средой для международной торговли водородом, которая рассматривается как ключевой элемент в переходе к чистой энергии. Сектор производства электроэнергии признает потенциал зеленого аммиака для сокращения выбросов углерода, повышения стабильности сети и поддержки интеграции возобновляемых источников энергии. В результате он все чаще рассматривается как жизненно важное решение для достижения устойчивого и низкоуглеродного будущего в электроэнергетике, что стимулирует растущий спрос на зеленый аммиак в этой критической области применения.

Обзор стран

Соединенные Штаты будут свидетелями самого быстрого роста в прогнозируемый период 2024-2032 гг. В Соединенных Штатах спрос на зеленый аммиак значительно вырос, что обусловлено насущной необходимостью перехода к более чистым и устойчивым методам энергетики и сельского хозяйства. Зеленый аммиак, производимый с использованием возобновляемых источников энергии и устойчивых методов, получает признание как универсальное и экологичное решение. В энергетическом секторе растет интерес к использованию зеленого аммиака в качестве чистого топлива и энергоносителя. Он обещает декарбонизацию различных отраслей промышленности, включая производство электроэнергии, транспорт и промышленные процессы. Поскольку США стремятся сократить выбросы парниковых газов и бороться с изменением климата, зеленый аммиак становится ключевым игроком в достижении этих экологических целей.

Кроме того, сельскохозяйственная отрасль в Соединенных Штатах, которая в значительной степени зависит от удобрений на основе аммиака, изучает возможность внедрения зеленого аммиака для смягчения воздействия на окружающую среду традиционного производства аммиака. Зеленый аммиак предлагает потенциал для сокращения выбросов в сельском хозяйстве при сохранении урожайности, что соответствует растущему акценту сектора на устойчивые и экологически ответственные методы ведения сельского хозяйства. Ожидается, что приверженность правительства США инициативам в области возобновляемых источников энергии и устойчивого развития в сочетании с ростом инвестиций в зеленые технологии и инфраструктуру еще больше подстегнет спрос на зеленый аммиак в стране. Поскольку страна ищет инновационные решения для решения экологических проблем и достижения амбициозных климатических целей, зеленый аммиак готов сыграть решающую роль в формировании более устойчивого будущего во многих отраслях промышленности в Соединенных Штатах.

Последние события

• В июне 2023 года AmmPower Corp. объявила о соглашении о совместном предприятии с CTEC Energy Sales USA Inc. (частная компания) («CTEC») с целью создания центров по переработке отходов в аммиак с использованием технологий и продуктов CTEC и AmmPower.
• В апреле 2023 года американская инжиниринговая компания KBR, выбранная американским производителем зеленого водорода Avina Clean Hydrogen, поставит свою технологию K-GreeN для проекта Avina по производству зеленого аммиака в США.
• В мае 2022 года компания LSB Industries, Inc. объявила о заключении соглашений с ThyssenKrupp Uhde USA, LLC и Bloom Energy о разработке проекта по производству приблизительно 30 000 метрических тонн безуглеродного или «зеленого» аммиака в год на заводе LSB в Прайоре, штат Оклахома («Прайор»).
• В апреле 2021 года компания CF Industries Holdings подписала контракт с Thyssenkrupp на проект по производству зеленого водорода мощностью 20 МВт на своем заводе в Луизиане.

Ключевые игроки рынка

• Greenfield Nitrogen LLC
• Avina Clean Hydrogen Inc.
• AmmPower Corp
• LSB Industries, Inc.
• CF Industries Holdings, Inc.