Craqueamento de amônia

Nossa solução exclusiva de craqueamento de amônia distribuída é um componente crítico na construção de uma cadeia de suprimentos de hidrogênio verde confiável e econômica como parte da transição energética. Com nossa tecnologia de decomposição de amônia, reduzimos o custo de entrega de hidrogênio para aplicações como estações de reabastecimento de hidrogênio, fornecimento de energia fora da rede, usuários marítimos e industriais.

Estamos construindo um protótipo de sistema no Reino Unido que quebra a amônia e purifica o hidrogênio para a qualidade da célula de combustível PEM. Nosso objetivo é ajudar na implantação do hidrogênio – utilizando uma infraestrutura já existente e madura para armazenamento, transporte e manuseio de amônia.

Gráfico dos marcos do desenvolvimento e implantação da solução de craqueamento de amônia himônica a partir de 2021 até hoje.

Gráfico mostrando 3 etapas da cadeia de suprimentos de hidrogênio verde/amônia verde, começando pela síntese de amônia verde, passando pelo transporte e armazenamento, passando pelo craqueamento de amônia para fornecer hidrogênio verde para uso industrial.

"Espera-se que a amônia de origem fóssil de baixo carbono tenha um valor de mercado de cerca de US$ 350-400 por tonelada de amônia [2,0-2,3 USD/kgH₂]. A longo prazo, o amoníaco renovável estará provavelmente disponível a um custo inferior a 400 dólares por tonelada de amoníaco. Assim, a amônia oferece uma alternativa competitiva em termos de custo aos combustíveis fósseis a longo prazo."

Diagrama mostrando a faixa de custo de produção de amônia renovável em comparação com a faixa de custo de produção de amônia fóssil de baixo carbono para os anos de 2020 a 2050. Atualmente, a faixa de custo de produção de amônia renovável ainda é maior, mas as perspectivas mostram que ela melhorará constantemente a cada ano e se aproximará dos custos de produção de amônia fóssil de baixo carbono.

Diagrama de barras mostrando uma comparação da faixa de preço por unidade de energia entre diferentes combustíveis. Os preços indicados são baseados em valores médios dos anos de 2010 a 2020. O gráfico inclui uma perspectiva para a amônia renovável para os anos de 2030 e 2050. Aqui estão as faixas de preço mais baixas previstas para o futuro.

Diagrama mostrando que o preço por unidade de energia aumentará muito para amônia renovável nos anos de 2020 a 2050, enquanto em comparação o preço dos fósseis com CCS e fósseis sem CCS diminuirá muito após um ligeiro pico por volta do ano 2040.

O gráfico mostra 23 reboques tubulares, cada um carregado com 300 kg de hidrogênio, em comparação com 1,6 reboques tubulares, cada um carregado com 25 toneladas de amônia líquida. 25t de amônia líquida equivalem a 4.400 kg de hidrogênio por entrega.

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A amônia está ganhando força como método de importação de hidrogênio limpo para a Europa - um passo essencial para impulsionar a transição energética. Este cracker de amônia inovador pode ser um divisor de águas para ampliar e superar os desafios de armazenamento e transporte de hidrogênio.

Zac é o gerente de programa de craqueamento de amônia na Siemens Energy. Ele tem seu PhD em Engenharia de Sistemas de Energia pela Universidade de Oxford, onde investigou o papel do hidrogênio e da amônia nos futuros sistemas de energia. Na Siemens, ele também trabalhou na primeira usina de demonstração de energia para amônia para energia do mundo, construída no Laboratório Rutherford Appleton em Oxfordshire.

A amônia é realmente perigosa, especialmente se liberada em grandes quantidades. Geralmente, os desafios de segurança da amônia são administráveis por meio de melhores práticas e padrões industriais amplamente utilizados, que permitem que mais de 200 milhões de toneladas de amônia sejam produzidas com segurança em mais de 60 países de diferentes níveis de renda. Muitos milhões de toneladas são armazenadas e transportadas todos os anos por meio de caminhões, oleodutos e navios-tanque. Em comparação com outros gases tóxicos liquefeitos e pressurizados usados em todo o mundo, o número de acidentes e mortes causados pela amônia é proporcionalmente muito baixo. No entanto, como o hidrogênio, a amônia é uma substância que precisa de medidas de segurança e controle cuidadosos.

A amônia só deve ser manuseada por operadores treinados em um ambiente controlado e EPI relevante. A amônia pode ser fatal se inalada em altas concentrações. No entanto, seu odor pungente pode ser detectado em concentrações tão baixas quanto 5 ppm, muito abaixo dos níveis perigosos. Além disso, como a amônia gasosa é menos densa que o ar, ela pode se dissipar muito rapidamente.

Em escalas distribuídas, a amônia é mais frequentemente armazenada como líquido à temperatura ambiente em um tanque levemente pressurizado (semelhante ao GLP – 5-15 barg, dependendo da temperatura ambiente). Em escalas maiores, a amônia é armazenada em um líquido à pressão atmosférica e refrigerada a -34 ° C. Os tanques para armazenamento de amônia estão amplamente disponíveis e são de baixo custo. Hoje, a amônia é frequentemente armazenada e usada em instalações industriais de processamento de alimentos e pistas de patinação no gelo como refrigerante.

Embora algumas aplicações estejam de fato investigando a amônia como combustível direto (como grandes motores marítimos alternativos), a amônia apresenta dificuldades com a combustão, incluindo baixa velocidade de chama para motores pequenos e altas emissões de NOx. Portanto, muitas aplicações estão olhando para o hidrogênio como combustível que é mais facilmente queimado e também pode ser usado para gerar eletricidade diretamente por meio de uma célula de combustível. Para veículos como caminhões e ônibus, a célula de combustível de hidrogênio é uma tecnologia eficiente e madura, e os desafios com o hidrogênio a bordo foram resolvidos, embora ainda não para a amônia.

Quase todos os Estados-Membros da UE reconhecem o importante papel do hidrogénio nos seus planos nacionais em matéria de energia e clima para o período de 2021-2030. Cerca de metade tem objetivos explícitos relacionados ao hidrogênio, focados principalmente no transporte e na indústria. Muitos países agora estão visando explicitamente a importação de hidrogênio via amônia, com a última "Atualização da Estratégia Nacional de Hidrogênio" da Alemanha (julho de 2023) afirmando "De acordo com a avaliação do Governo Federal com base em uma análise dos cenários atuais, cerca de 50 a 70 por cento (45 a 90 TWh) da previsão de demanda de 95 a 130 TWh para 2030, serão cobertas por importações do exterior (na forma de hidrogênio e derivados de hidrogênio)."

A VB é uma área-chave do departamento da SE Ventures, o coração empreendedor da Siemens Energy, fundada em 2020; que constrói, pilota e investe em empreendimentos que transformarão os sistemas de energia e ajudarão a combater as mudanças climáticas. A SEV VB constrói empreendimentos identificando novos mercados e construindo equipes com potencial para criar e escalar nosso próximo negócio de alto crescimento.

Rachaduras de amônia

O cracking de amônia distribuída é um divisor de águas

Como começamos

2021 – nasce na Siemens Energy Ventures

2022 – Programa acelerador patrocinado pela Siemens Energy

2023 – ganhou InnovateUK, bolsa para protótipo

2024 – Lançamento como empreendimento spin-off

O que fazemos

Faça amônia verde a partir do ar, da água e da eletricidade renovável de baixo custo

Transporte e armazenamento de amônia em infraestrutura existente madura e de baixo custo

Libere H₂ quando e onde necessário – via solução de craqueamento de amônia

Por que usar amônia?

"A primeira de muitas plantas de produção de amônia renovável de vários gigawatts propostas já está em construção. Espera-se que a amônia renovável domine toda a nova capacidade de produção de amônia após 2025."

Ao usar amônia como transportador, um caminhão pode fornecer ~ 10x mais H₂.

Principais aplicações do craqueamento de amônia distribuída

Indústria sem acesso à pipline H₂

Energia fora da rede

Craqueamento a bordo (marítimo)

Estação de abastecimento de hidrogênio

Contate-nos

Dr. Zac Cesaro

Priya Gajadhar

Dr. Claus Krusch

Bastian Preusser

Perguntas frequentes