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암모니아는 한 번 세상을 구했고, 다시 구할 수도 있습니다.한 세기 전, 세계는 다가오는 식량 위기에 직면했습니다. 인구가 급증하면서 농부들은 토양의 질소 고정 박테리아가 따라잡을 수 없을 만큼 빠르게 작물을 재배해야 했고, 비료로 사용하는 구아노와 천연 질산염의 남미 매장량은 줄어들고 있었습니다. 화학이 해결한 가장 큰 글로벌 문제일 수 있는 상황에서 프리츠 하버와 칼 보쉬는 수소와 대기 중 질소를 압력 하에서 반응시켜 암모니아를 만드는 과정을 개발하여 농민들이 천연 비료 대신에 이를 채택하게 되었습니다.
오늘날의 위기는 기후 변화입니다. 이번에 암모니아는 물 전기 분해에서 수소와 공기에서 분리 된 질소로 생산할 수 있으며 전체 공정은 100% 탄소가 없습니다. 수소와 비교하여 암모니아는 저장 및 운송에서 명백한 장점으로 인해 가장 전통적인 농업 비료 분야에서 에너지 분야로 확장되고 있으며, 탄소 제로 연료 및 수소 에너지의 운반체로서 암모니아는 미래 녹색 개발을 달성하는 데 중요한 기둥입니다.
기후 변화는 장소, 생물종, 사람들의 생계에 근본적인 위협이 되고 있습니다. 이러한 위기에 적절히 대처하기 위해서는 탄소 오염을 시급히 줄이고 지구 온난화의 결과에 대비해야 합니다.
친환경 암모니아의 가장 유망한 응용 분야 중 하나는 지속 가능한 에너지 운반체로서의 활용입니다. 암모니아는 공기 중에 존재하는 수소와 질소 원소로부터 생산할 수 있으며, 필요한 경우 암모니아 크래커를 사용하여 다시 그 성분으로 분해할 수 있습니다. 즉, 암모니아는 풍력 및 태양열 자원이 풍부한 지역에서 전 세계로 운송되어 직접 전기를 생산하는 데 사용되거나 다시 수소로 분해되어 산업용으로 사용될 수 있습니다.
암모니아는 가스 터빈이나 선박 엔진 등에서 직접 연소할 수도 있습니다. 이러한 다용도로 인해 암모니아는 이상적인 친환경 에너지 분자입니다. 암모니아는 수소보다 에너지 밀도가 높기 때문에 운반이 쉽고 저장하기 쉽습니다. 따라서 그린 암모니아는 재생 에너지 "그린 수소"를 장거리로 운송하는 데 이상적인 액체 에너지 운반체입니다.
또한 암모니아는 이미 기존 운송 인프라를 통해 전 세계적으로 거래되는 제품이기 때문에 글로벌 친환경 에너지 경제와 온실가스 배출량 감축에 상당한 잠재력을 가지고 있습니다.
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스마트 시스템에는 스마트 스크린 원격 HMI 및 멀티 카메라 감시와 같은 확실한 기능이 있습니다. 으로
이 세 가지 구성 요소를 결합한 스마트 시스템은 친환경 관리 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
암모니아 플랜트, 현장 작업량 감소, 그린 암모니아 플랜트의 데이터 격리를 제거합니다. 자세한
설명은 다음과 같습니다.
원격 HMI는 현장 스마트 화면 콘텐츠를 포함하고 그린 암모니아 공장 내의 안전, 공정, 장비, 소비 및 제품 정보를 수집하여 공장 내 다양한 시스템의 데이터 격리를 깨고 그린 암모니아 공장의 안전, 생산, 관리 및 운영 데이터의 효과적인 통합을 달성합니다. 또한 원격 HMI에는 실시간 PID 모니터링, 운영 데이터 분석 및 재생, 추세 분석, 데이터 쿼리, 알람 관리, 메시지 푸시, 종합 보고 등의 기능이 있어 언제 어디서나 그린 암모니아 플랜트를 모니터링하고 운영할 수 있습니다.
단위 | 길이(m) | 너비(m) | 높이(m) |
---|---|---|---|
수소 준비 단위 | 13 | 6 | 5.5 |
질소 준비 단위 | 10 | 6 | 2.9 |
압축 단위 | 10 | 5 | 1.7 |
암모니아 합성 장치 | 12 | 2.5 | 2.8 |
냉장 보관 단위 | 6 | 2.5 | 2.5 |
GA-2000(2,000TPA)의 주요 매개변수 | |||||
---|---|---|---|---|---|
단위 | 수소 준비 단위 | 질소 준비 단위 | 압축 단위 | 암모니아 합성 장치 | 냉장 보관 단위 |
냉각수(T/h) | 80 | 10 | 5 | 6 | 20 |
전력 소비량(kWh/h) | 2,500 | 60 | 55 | 37.5 | 85 |
바닥 면적(m²) | 78 | 60 | 50 | 30 | 15 |
*레이아웃의 부피 비율: 0.75| 수소 생산 장치의 탈염수 소비량: 0.5T/h
*모든 데이터는 이론적 참고용이며, 구체적인 데이터는 실제 프로젝트 배경에 따라 계산되어야 합니다.
단위 | 길이(m) | 너비(m) | 높이(m) |
---|---|---|---|
수소 준비 단위 | 60 | 28 | 10 |
질소 준비 단위 | 15 | 7 | 4 |
압축 단위 | 14 | 10 | 2.5 |
암모니아 합성 장치 | 12 | 7 | 4.5 |
냉장 보관 단위 | 10 | 3.5 | 3 |
GA-2000(2,000TPA)의 주요 매개변수 | |||||
---|---|---|---|---|---|
단위 | 수소 준비 단위 | 질소 준비 단위 | 압축 단위 | 암모니아 합성 장치 | 냉장 보관 단위 |
냉각수(T/h) | 800 | 100 | 50 | 60 | 200 |
전력 소비량(kWh/h) | 25,000 | 600 | 550 | 132 | 650 |
바닥 면적(m²) | 1,680 | 105 | 140 | 84 | 35 |
*레이아웃의 부피 비율: 0.75| 수소 생산 장치의 탈염수 소비량: 5T/h
*모든 데이터는 이론적 참고용이며, 구체적인 데이터는 실제 프로젝트 배경에 따라 계산되어야 합니다.
*표의 모든 데이터는 이론적 데이터와 KAPSOM의 실제 프로젝트 경험을 참고하여 얻은 것으로, 참고용일 뿐입니다.
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그린 암모니아는 그린 수소와 100% 또는 100%에 가까운 재생 에너지를 사용하여 생산되는 암모니아로, 온실가스 배출량이 거의 제로에 가깝습니다(12개월 평균 NH3 kg당 0.3kg CO2e 이하). 즉, 공기에서 질소 분리, 수소 생산, 100년 전통의 하버-보쉬 공정에서 두 원소의 합성 등 생산 공정의 모든 단계가 재생 에너지로 구동되어야 합니다.
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그린 암모니아는 재생 에너지를 저장하고 운반하는 매체로 사용할 수 있습니다. 특히 간헐적인 에너지원인 태양광 및 풍력 에너지에 유용합니다.
친환경 암모니아는 선박용 연료로 특히 유망합니다. 전 세계 탄소 배출량의 상당 부분을 차지하는 해양 산업은 중유를 대체할 연료로 암모니아를 모색하고 있습니다. 암모니아를 연료로 사용하는 선박은 배기가스를 전혀 배출하지 않고 운항할 수 있어 해운업이 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 매력적인 옵션입니다.
암모니아는 비료의 핵심 성분입니다. 친환경 암모니아는 농업에 보다 지속 가능한 옵션을 제공하여 식량 생산의 탄소 발자국을 줄입니다.
친환경 암모니아는 또 다른 청정 연료인 수소를 운송하는 데 사용할 수 있습니다. 암모니아는 수소보다 액화하기 쉽고 저장 및 운송에 덜 극한의 조건이 필요합니다.
암모니아는 기초 화학 물질로서 다양한 제품 생산에 사용됩니다. 친환경 암모니아는 이러한 공정에 지속 가능한 대안을 제공합니다.
연료 전지에서 암모니아를 사용하여 전기를 생산할 수 있습니다. 이러한 연료 전지는 전기 자동차에 동력을 공급할 수 있으며, 특히 배터리 무게와 충전 시간이 제한적인 대형 및 장거리 운송 분야에서 배터리로 구동되는 전기 자동차에 대한 깨끗한 대안을 제시합니다.
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2021년에는 인도의 한 태양광 기업이 세계 최초로 CO2 배출량을 6240TPA 감축할 수 있는 그린 암모니아 플랜트 건설을 지원했으며, 이 프로젝트의 성공적인 운영을 통해 파워투엑스의 대표적인 실증 플랜트일 뿐만 아니라 고객의 2단계 대규모 그린 암모니아 프로젝트의 토대를 마련하기도 했습니다.
2022년에는 사우디아라비아의 한 재생 에너지 회사의 친환경 암모니아 플랜트 건설을 지원했습니다. 이 프로젝트는 장비 운송을 용이하게 하고 현장 건설을 간소화하며 시운전 및 가동을 단축하기 위해 처음으로 고집적 암모니아 합성 장치의 설계 기준으로 40 GP 컨테이너 크기를 사용했습니다.
2022년에는 콜롬비아의 벤처 캐피탈 회사와 협력하여 현지에서 친환경 암모니아 분야를 개척했습니다. 프로젝트의 전체 설계는 각 주요 장치의 장비 통합을 더욱 향상시키기 위해 컨테이너를 기본으로 사용했습니다. 동시에 자동 제어를 실현하는 스마트 제어 시스템이 이 프로젝트에 도입되었습니다. 이를 통해 고객은 연간 8,320톤의 탄소 배출량을 절감할 수 있습니다.
2023년 6월, KAPSOM은 DGHV와 협력하여 아프리카 최초의 완전 동적 탄소 중립 녹색 암모니아 합성 프로젝트를 구축하는 데 도움을 주었습니다. 이 프로젝트의 총 규모는 1.5GW입니다. 프로젝트의 첫 번째 단계는 독일 연방 연구 교육부와 지방 정부로부터 자금을 지원받았습니다. 주요 목적은 그린 수소, 그린 암모니아 및 그 유도체를 생산하는 것입니다. 이 프로젝트는 다음 3단계와 4단계에서 그린 암모니아의 상업적 적용을 위한 토대를 마련합니다.