JERA Co. Inc., la empresa de generación de energía más grande de Japón, anunció la firma de un memorando de entendimiento (MOU) “para una posible colaboración para el desarrollo de proyectos conjuntos y la compra y venta de amoníaco limpio” con CF Industries Holdings Inc., la empresa más grande del mundo productor de amoníaco.
En virtud del MOU, JERA y CF Industries acordaron “estudio conjunto sobre la viabilidad de colaborar” en las siguientes áreas:
- La venta y compra de amoníaco limpio para las operaciones de co-combustión del 20 % en la Unidad 4 de la central térmica de Hekinan en Japón, cuyo inicio está previsto para 2027. Se espera que el volumen requerido sea de hasta 500 000 toneladas métricas por año (mtpa ).
- El desarrollo conjunto de un proyecto de amoníaco azul de aproximadamente 1 millón de mtpa, que CF Industries está considerando desarrollar a lo largo de la costa del Golfo de EE. UU.
Por separado, JERA firmó un acuerdo comparable con Yara Clear Ammonia Norge AS, que es una subsidiaria de Yara Worldwide ASA, un productor de amoníaco con sede en Oslo, Noruega. También está considerando el desarrollo de un nuevo proyecto a lo largo de la costa del Golfo de EE. UU.
Las empresas anunciaron los acuerdos el 17 de enero, luego de que JERA completara un proceso de licitación que, según dijo, había comenzado el 18 de febrero de 2022. CF Industries informó que su acuerdo requiere que el amoníaco se produzca con al menos un 60 % menos de emisiones de carbono que de manera convencional. amoníaco producido. Denominado “amoníaco limpio”, se espera que la combustión conjunta del flamable con carbón en la central térmica Hekinan de JERA reduzca sustancialmente el dióxido de carbono (CO2) emisiones de la instalación. (El amoníaco no emite CO2 cuando se quema).
“Nos complace continuar construyendo nuestra relación con JERA a medida que avanzamos en nuestro compromiso compartido de acelerar la transición mundial hacia la energía limpia”, dijo Tony Will, presidente y director ejecutivo de CF Industries Holdings Inc., en un comunicado emitido a PODER. “Nuestra purple líder de producción de amoníaco y las inversiones disciplinadas en iniciativas de energía limpia han posicionado a CF Industries a la vanguardia del suministro de amoníaco limpio. Esperamos ayudar a JERA y a Japón a cumplir con sus requisitos de amoníaco limpio, que representan el primer volumen significativo de lo que creemos que será una demanda international sustancial de amoníaco limpio como fuente de energía limpia”, agregó Will.
Transporte de hidrógeno
La fórmula química del amoníaco es NH3. Para las compañías eléctricas, la parte más importante de esa fórmula es el hidrógeno. “El hidrógeno realmente se considera un medio clave para transportar energía en todo el mundo y alimentar al mundo en un entorno donde las emisiones de carbono no son aceptables”, dijo como invitado Erik Mayer, vicepresidente de Clear Vitality Options de CF Industries. en El podcast de PODER el año pasado.
“Convertimos grandes cantidades de hidrógeno en amoníaco, actualmente para el mercado de fertilizantes, pero en última instancia, esa misma molécula de amoníaco se considera una forma eficiente de poder mover moléculas de hidrógeno en todo el mundo, ya sea que se obtengan del gasoline pure o se obtienen de la electrólisis”, dijo Meyer.
Explicó que la ventaja que ofrece el amoníaco sobre el hidrógeno es que es un líquido a temperaturas moderadamente bajas y puede almacenarse como líquido a una presión relativamente baja, comparable a cómo se almacena el gasoline licuado de petróleo (GLP). Con respecto a cómo se usa el amoníaco, Mayer dijo que hay dos formas posibles: el amoníaco se puede quemar directamente o se puede “craquear”, es decir, descomponerse sobre un catalizador, de nuevo a hidrógeno.
“Algunos generadores de energía, particularmente en Japón, están considerando la combustión conjunta de amoníaco en plantas a carbón donde podrían reemplazar, digamos, el 20 % del carbón que quemarían con amoníaco y esencialmente reducir las emisiones de la planta de carbón en un 20 %”, dijo Mayer. . “Esa tecnología se está probando en una prueba piloto que se entiende relativamente y se sabe que funciona”.
Proyecto de demostración de co-disparo
JERA se ha asociado con la empresa de ingeniería japonesa IHI Corp. en lo que originalmente se esperaba que fuera un proyecto de prueba de cuatro años que comenzó en junio de 2021. Utilizando un programa de subvenciones financiado al menos en parte por la Organización de Desarrollo de Tecnología Industrial y Nuevas Energías de Japón (NEDO) , el proyecto de demostración está destinado a “establecer tecnología para la combustión conjunta de gran volumen de amoníaco flamable en la central térmica de Hekinan”.
JERA se encargó de la adquisición de amoníaco y la construcción de las instalaciones relacionadas, como el tanque de almacenamiento y el vaporizador, mientras que el papel de IHI fue desarrollar los quemadores que se usarían en la demostración. Cuando comenzó el proyecto, JERA señaló que period el “primer proyecto de demostración del mundo en el que se quemará una gran cantidad de amoníaco en una planta de energía comercial a carbón a gran escala”.
Para octubre de 2021, las dos compañías ya habían comenzado la utilización de amoníaco flamable de pequeño volumen en la Unidad 5 en la estación de Hekinan, cuyo propósito period ayudar en el desarrollo de un quemador de combustión conjunta que se usaría para la utilización de gran volumen en Unidad 4. La prueba reemplazó dos de los 48 quemadores en la Unidad 5 con quemadores de prueba para examinar los efectos de diferentes materiales de quemadores y tiempos de combustión durante un período de seis meses para identificar las condiciones requeridas para quemadores de combustión conjunta. Se esperaba que la prueba requiriera alrededor de 200 toneladas de amoníaco.
Con el proyecto progresando constantemente, JERA e IHI anunciaron el 31 de mayo de 2022 que habían acortado el período de instalación de los quemadores, el tanque, las tuberías y otros equipos necesarios para el proyecto. Por lo tanto, decidieron adelantar el inicio de la combustión conjunta de gran volumen de amoníaco flamable en la Unidad 4 en aproximadamente 1 año (Figura 1). Con los anuncios del MOU del 17 de enero, la adquisición de amoníaco ahora parece estar subiendo en la lista de prioridades.
amoníaco limpio
CF Industries ha estado trabajando en un par de proyectos propios líderes en la industria, destinados a descarbonizar su purple de producción de amoníaco. En octubre del año pasado, la compañía firmó un acuerdo comercial con ExxonMobil para capturar y almacenar permanentemente hasta 2 millones de toneladas métricas de CO2 emisiones anuales de su complejo de fabricación en Luisiana. Ese proyecto incluye una inversión de $ 200 millones para construir un CO2 unidad de deshidratación y compresión en las instalaciones de CF Industries en Donaldsonville, Luisiana, para permitir el CO capturado2 para ser transportado y almacenado.
ExxonMobil transportará y almacenará permanentemente el CO capturado2 en almacenamiento geológico seguro que posee en Vermilion Parish. Como parte del proyecto, ExxonMobil firmó un acuerdo con EnLink Midstream para usar la purple de transporte de EnLink para entregar CO2 al almacenamiento geológico permanente. Los planificadores esperan que el proyecto se ponga en marcha a principios de 2025.
Además, en abril de 2021, CF Industries firmó un contrato de ingeniería y adquisición con thyssenkrupp para un proyecto de “amoníaco verde” en el complejo de fabricación de Donaldsonville. Para ese proyecto, thyssenkrupp suministrará una planta de electrólisis de agua alcalina de 20 MW que utilizará energía renovable para producir hidrógeno verde. CF Industries espera integrar el hidrógeno libre de carbono generado por la planta de electrólisis en los circuitos de síntesis de amoníaco existentes para permitir la producción de 20 000 toneladas por año de amoníaco verde a partir de 2024.
Mientras tanto, la compañía también ha comenzado un estudio de diseño e ingeniería inicial para construir una instalación de amoníaco limpio totalmente nueva utilizando captura y secuestro de carbono en Ascension Parish, Louisiana. Se espera que la demanda de amoníaco verde y azul crezca significativamente como fuente de energía descarbonizada para industrias difíciles de reducir. CF Industries espera comercializar hasta 1,7 millones de toneladas métricas de amoníaco azul al año. Un acuerdo last con JERA podría ponerlo en camino de alcanzar ese objetivo más temprano que tarde.
El vicepresidente corporativo de JERA, Yukio Kani, dijo: “Nos complace trabajar junto con CF Industries en este importante viaje hacia la descarbonización de la industria, y confío en que las capacidades operativas confiables de CF Industries que formaron su historial de producción segura y eficiente como el El productor de amoníaco más grande del mundo contribuirá profundamente a la estructuración de JERA de la cadena de valor de amoníaco de flamable limpio. JERA continuará con sus propios esfuerzos y colaborará con nuestros socios en la búsqueda de nuestro esfuerzo por realizar y acelerar no solo la descarbonización de la industria energética japonesa, sino también para resolver los problemas relacionados con la energía que enfrenta el mundo”.
—Aarón Larson es el editor ejecutivo de POWER (@AaronL_Power, @POWERmagazine).
