آمونیاک آبی و سبز دو اصطلاح برای توصیف انواع مختلف آمونیاک از نظر روش تولید و میزان کربنزدایی هستند. آمونیاک آبی با استفاده از سوختهای فسیلی و فناوری جذب و ذخیرهسازی کربن تولید میشود، در حالی که آمونیاک سبز از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی تولید میشود و انتشار کربن صفر دارد.
هزینههای تولید آمونیاک سبز بالاتر از آمونیاک آبی و سوختهای فسیلی است. با این حال، همانطور که در بخش بعدی این گزارش نشان داده شده است، انتظار میرود این هزینهها کاهش یابد. چالشهای فعلی برای CCS به طور کلی، همانطور که توسط الحامد و دینسر [48] ذکر شده است، عبارتند از:
هزینه بالای انرژی به دلیل کاهش راندمان کلی نیروگاهها، که به هزینههای بالای بهرهبرداری و نگهداری منجر میشود
کمبود تخصص فنی به دلیل در دسترس نبودن نیروگاههای دارای CCS، به جز نیروگاههای جاذب شیمیایی
برداشتهای نادرست عمومی در مورد بلوغ منابع انرژی تجدیدپذیر و در نتیجه دست کم گرفتن توانایی فناوریهای CCS.
این چالشهای کلی به همان اندازه در صنعت کشتیرانی نیز قابل اجرا هستند. مککینلی و همکاران به درستی اشاره میکنند که برای اینکه یک سوخت واقعاً بدون انتشار باشد تولید و عرضه باید بدون انتشار باشد. این بدان معناست که ملاحظات چرخه عمر انرژی تجسم یافته یا کربن تجسم یافته باید در نظر گرفته شود.
مصرف کل انرژی برای هر کیلوگرم آمونیاک در فرایند آبی (6.5 kWh/kg NH3) بیشتر از فرایند سبز ( 2.2 kWh/kg NH3) است. با این حال، باید توجه کرد که در اینجا انرژی تولید هیدروژن سبز به عنوان بخشی از فرایند سبز در نظر گرفته نشده است. هیدروژن در واقع به عنوان خوراک در نظر گرفته میشود. همچنین مهم است که توجه کنید فرایند آبی حاوی purge غنی از متان و هیدروژن است. همانطور که در شکل آمده است روش تولید همزمانی ( Co-Generation) مصرف انرژی فراخوانی فرایند آبی را به طور چشمگیری کاهش میدهد (3.8 kWh/kg NH3)، به طوری که نیازهای گرمایی به طور کامل از بین میرود.
با نگاه دقیق به نسبتهای مختلف شکل، میتوان مشاهده کرد که برق (برای کمپرسورها)، آب (برای خنکسازی عمومی)، و مبرد (برای جداسازی آمونیاک) مهمترین عوامل بر نیازهای انرژی فرایند سبز هستند. نیازهای کریوژنیک برای جداسازی نیتروژن نسبت به سایر عوامل کمتر است. وقتی به فرایند تولید آمونیاک آبی نگاه میکنیم، میبینیم که بیشتر سهم انرژی از مبرد جداسازی آمونیاک، آب سردکن، و گاز برای گرمایش راکتورها آمده است، در حالی که برق برای فشردهسازی غالب نیست. اگر اکنون واحد کو-ژنراتور را هم در نظر بگیریم، گاز برای گرمایش راکتورها بهطور مستقیم تامین میشود و نیازهای برق تقریباً 40٪ کاهش مییابد. با این حال، مصرف انرژی تقریباً 70٪ بیش از فرایند سبز است (2.2 vs. 3.7 kWh/kg NH3) جایی که انرژی تأمین هیدروژن سبز بهعنوان خوراک در نظر گرفته نشده است. در شکل میتوان دید که با وجود مصرف بیشتر کل ابزارها (utilities)، هزینه مربوط به فرایند آبی با کو-ژنراتور کمتر از هزینه ابزارهای فرایند سبز است. این نتیجه بهخاطر این است که فرایند سبز عمدتاً از برق استفاده میکند. بنابراین، نتایج تأیید میکند که سودآوری فرایند سبز به شدت به قیمت برق وابسته خواهد بود. با این وجود، میتوان مشاهده کرد که هزینه خوراک غالب بر کل هزینههای فرایند سبز است ( شکل C). قیمتهای بازار مختلف بهعنوان مثال برای سناریو پایه بهصورت تقریباً 0.0011 دلار بر کیلوگرم هوا، 0.3031 دلار بر کیلوگرم CH4، 0.0011 دلار بر کیلوگرم آب، 0.3858 دلار بر کیلوگرم آمونیاک، و 2 دلار بر کیلوگرم هیدروژن تخمین زده شد. قیمت گاز طبیعی با حدود 6 دلار به ازای هر MMBTU در بازه قیمتهای Henry Hub NaturalGas Spot Price قرار میگیرد که از سال 1998 بین 2 تا 12 دلار به ازای هر MMBTU معامله شده است.
