세계 그린 암모니아 시장 규모는 2024년 6억 6,000만 달러로 예측 기간 동안 연평균 118.7% 성장하여 2030년에는 717억 9,000만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
그린 암모니아는 탄소 배출과 환경 영향을 최소화하는 공정으로 생산된 암모니아를 말합니다. 기존 암모니아 생산은 화석연료, 특히 천연가스에 크게 의존하고 있어 온실가스를 많이 배출합니다. 반면, 그린 암모니아는 풍력, 태양광, 수력 등 재생에너지를 이용해 물을 전기분해하여 수소를 만들고, 이를 Haber-Bosch 공정으로 공기에서 추출한 질소와 결합하여 암모니아를 생산합니다. 그린 암모니아는 비료 생산, 연료전지, 대형 자동차 및 선박의 디젤 대체 가능성 등 다양한 용도로 재생가능 에너지를 저장 및 운송할 수 있는 청정 에너지 운반체로서 유망한 것으로 평가받고 있습니다.
유엔식량농업기구에 따르면 2021-2022년 총 비료 소비량은 전년 대비 5.4% 증가했으며, Statistical Review of World Energy 2022에 따르면 2021년 전 세계 바이오연료 총 소비량은 일일 석유 환산 기준 183만 7,000배럴에 달했습니다.
기후변화에 대한 인식의 증가
세계가 온실가스 감축이라는 시급한 과제에 직면한 가운데, 산업계는 기존 에너지원을 대체할 수 있는 청정 대체 에너지를 모색하고 있습니다. 풍력이나 태양광과 같은 재생에너지로 생산되는 그린 암모니아는 유망한 해결책을 제시하고 있습니다. 또한, 이산화탄소를 배출하지 않기 때문에 화석 연료에 크게 의존하는 기존 암모니아 생산 방식에 대한 친환경적인 대안이 될 수 있습니다.
기술의 성숙도
Haber-Bosch 공정에서 재생에너지를 사용하여 생산되는 그린 암모니아 개념은 농업과 운송을 포함한 다양한 분야의 탈탄소화에 큰 잠재력을 가지고 있지만, 기술적 한계로 인해 보급에 어려움을 겪고 있습니다. 현재의 제조 방법은 막대한 에너지 투입이 필요하며, 이는 기존 암모니아 생산에 비해 비용 경쟁력을 저해하는 요인이 되고 있습니다. 재생에너지원을 확장하고 효율성과 비용 효율성을 높이기 위해 생산 공정을 최적화하는 데는 많은 어려움이 있습니다. 그 결과, 그린 암모니아 산업은 규모의 경제를 달성하고 대규모 확장을위한 충분한 투자를 모으는 데 어려움을 겪고 있습니다.
높아지는 바이오연료 수요
바이오연료 생산은 암모니아 합성의 주요 성분인 질소가 풍부한 폐기물을 발생시키는 경우가 많으며, 이는 그린 암모니아 생산에 이상적인 원료가 됩니다. 지속가능성과 이산화탄소 배출량 감소를 중시하는 산업계는 암모니아의 대체 공급원을 찾고 있으며, 재생 가능 자원에서 추출한 그린 암모니아에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 또한, 바이오연료를 사용하면 통합 바이오 리파이너리에서 시너지 효과를 창출할 수 있으며, 암모니아를 바이오연료와 동시에 생산함으로써 자원 활용을 최적화하고 전반적인 효율성을 높일 수 있습니다.
그린 암모니아에 대한 화학 제조업체의 정보 부족
지속가능한 에너지 시스템의 중요한 구성요소인 그린 암모니아는 탄소 배출을 줄일 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 하지만 제조 업체들이 그린 암모니아의 생산과 활용에 대한 지식과 인식이 부족하여 보급을 가로막고 있습니다. 이러한 정보 부족은 효율적인 그린 암모니아 합성에 필요한 기술 발전, 생산 공정의 경제성, 산업 전반의 잠재적 용도 등 다양한 측면을 포괄합니다. 그러나 이러한 정보에 대한 종합적인 이해와 보급이 없다면, 화학 제조업체들은 그린 암모니아 생산에 대한 투자를 주저하게 되고, 그린 암모니아의 가용성과 확장성이 제한될 수밖에 없습니다.
초기에는 세계 공급망의 혼란과 경제 활동 둔화가 시장 성장을 저해했습니다. 봉쇄 조치와 여행 제한으로 인해 건설 프로젝트가 지연되어 그린 암모니아 생산 인프라에 대한 투자가 지연되었습니다. 암모니아의 주요 최종사용자 인 비료 및 산업용 화학제품에 대한 수요 감소는 시장 전망을 더욱 악화 시켰습니다. 그러나 전염병은 또한 지속가능성과 회복력의 중요성을 강조하고 정부와 산업계가 보다 친환경적인 에너지 원으로의 전환을 가속화하는 원동력이 되었습니다.
예측 기간 동안 고체산화물전해(SOE) 분야가 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상됩니다.
고체 산화물 전기분해(SOE) 분야는 암모니아 생산에 지속가능한 경로를 제공함으로써 예측 기간 동안 가장 큰 성장세를 보일 것으로 예상되며, SOE 기술은 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분해한 후 수소를 이용하여 Haber-Bosch 공정으로 암모니아를 합성하는 기술입니다. 화석 연료에 의존하는 기존 암모니아 생산 방식과 달리 SOE 기반 제조는 태양광, 풍력 등 재생에너지로 전력을 공급할 수 있기 때문에 보다 친환경적인 대안을 제공합니다. 이러한 접근 방식은 암모니아 생산에 따른 탄소 배출을 크게 줄여 기후 변화에 대응하기 위한 전 세계의 노력에 부합합니다.
산업 원자재 부문은 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.
산업용 원료 부문은 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 전통적으로 암모니아 생산은 화석 연료에 크게 의존하여 온실 가스 배출과 환경 악화의 원인이 되었습니다. 지속가능성과 기후 변화 완화에 대한 관심이 높아짐에 따라 환경 친화적인 대안에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 풍력이나 태양광과 같은 재생에너지원으로 전기분해하여 얻은 재생 가능한 수소와 같은 산업용 원료는 그린 암모니아 생산에 활용되고 있습니다. 이러한 접근 방식은 이산화탄소 배출을 줄일 뿐만 아니라 보다 친환경적인 생산 공정을 보장합니다.
아시아태평양은 농업 생산과 환경에 대한 인식이 동시에 높아지면서 추정 기간 동안 시장에서 가장 큰 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 인구 증가로 인한 지역적 수요를 충족시키기 위해 농업 활동이 확대됨에 따라 지속가능성과 환경에 미치는 영향에 대한 관심도 함께 증가하고 있습니다. 재생 가능한 에너지원과 탄소 배출을 최소화하는 공정을 통해 생산되는 그린 암모니아는 이 지역 전체에 설득력 있는 해결책을 제시하고 있습니다.
아시아태평양은 예측 기간 동안 수익성 높은 성장세를 유지할 것으로 예상됩니다. 아시아태평양은 기후변화에 대응하고 탄소 배출량을 줄이기 위해 각국 정부가 청정에너지 도입을 촉진하기 위한 엄격한 규제와 정책을 시행하고 있습니다. 이러한 규제에는 보조금, 세금 감면, 재생에너지 사용 의무화 등의 인센티브가 포함되는 경우가 많으며, 지역 내 산업계가 친환경 암모니아 생산으로 전환하도록 장려하고 있습니다. 또한, 각국 정부는 친환경 기술 및 인프라를 촉진하기 위한 R&D 이니셔티브에 적극적으로 투자하여 아시아태평양 전체의 기술 혁신과 시장 경쟁력을 촉진하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Green Ammonia Market is accounted for $0.66 billion in 2024 and is expected to reach $71.79 billion by 2030 growing at a CAGR of 118.7% during the forecast period. Green ammonia refers to ammonia produced through a process that minimizes carbon emissions and environmental impact. Traditional ammonia production relies heavily on fossil fuels, particularly natural gas, which generates significant greenhouse gas emissions. In contrast, green ammonia is synthesized using renewable energy sources, such as wind, solar, or hydroelectric power, to electrolyze water into hydrogen, which is then combined with nitrogen extracted from the air through the Haber-Bosch process to produce ammonia. Green ammonia holds promise as a clean energy carrier, capable of storing and transporting renewable energy for various applications, including fertilizer production, fuel cells, and as a potential replacement for diesel in heavy-duty vehicles and ships.
According to the Food and Agriculture Organization, total fertilizer consumption from 2021 to 2022 grew by 5.4% year-on-year. According to Statistical Review of World Energy 2022, the total biofuel consumption in 2021 was 1,837 thousand barrels of oil equivalent per day worldwide.
Growing awareness about climate change
As the world grapples with the urgent need to reduce greenhouse gas emissions, industries are seeking cleaner alternatives to traditional energy sources. Green ammonia, produced using renewable energy sources such as wind and solar power, presents a promising solution. Additionally, its production emits zero carbon dioxide, making it an environmentally friendly alternative to conventional ammonia production methods, which rely heavily on fossil fuels.
Technology maturity
While the concept of green ammonia, produced using renewable energy in the Haber-Bosch process, holds immense promise for decarbonizing various sectors, including agriculture and transportation, its widespread adoption is impeded by technological limitations. Current production methods require significant energy input, hindering cost competitiveness compared to conventional ammonia production. Challenges persist in scaling up renewable energy sources and optimizing production processes for efficiency and cost-effectiveness. As a result, the green ammonia industry struggles to achieve economies of scale and attract sufficient investment for large-scale deployment.
Growing demand for biofuels
Biofuel production often generates waste streams rich in nitrogen, a key component in ammonia synthesis, making it an ideal feedstock for green ammonia production. The emphasis on sustainability and reducing carbon emissions has prompted industries to seek alternative sources of ammonia, leading to increased interest in green ammonia derived from renewable sources. Furthermore, the use of biofuels can create synergies in integrated biorefineries, where ammonia can be produced alongside biofuels, optimizing resource utilization and enhancing overall efficiency.
Lack of information among chemical manufacturers regarding green ammonia
Green ammonia, a crucial component in sustainable energy systems, holds immense potential for reducing carbon emissions. Its widespread adoption is impeded by a dearth of knowledge and awareness among manufacturers regarding its production and utilization. This lack of information encompasses various aspects, including the technological advancements required for efficient green ammonia synthesis, the economic viability of production processes, and the potential applications across industries. However, without comprehensive understanding and dissemination of this information, chemical manufacturers remain hesitant to invest in green ammonia production, limiting its availability and scalability.
Initially, disruptions in global supply chains and a slowdown in economic activities hindered the growth of the market. Lockdown measures and travel restrictions led to delays in construction projects and hindered investments in green ammonia production infrastructure. Reduced demand for fertilizers and industrial chemicals, which are major end-users of ammonia, further dampened market prospects. However, the pandemic also highlighted the importance of sustainability and resilience, driving governments and industries to accelerate their transition towards greener energy sources.
The Solid Oxide Electrolysis (SOE) segment is expected to be the largest during the forecast period
Solid Oxide Electrolysis (SOE) segment is expected to be the largest during the forecast period by offering a sustainable pathway for ammonia production. SOE technology utilizes electricity to split water into hydrogen and oxygen, subsequently utilizing the hydrogen to synthesize ammonia via the Haber-Bosch process. Unlike conventional ammonia production methods reliant on fossil fuels, SOE-based production offers a greener alternative, as it can be powered by renewable energy sources like solar or wind. This approach significantly reduces carbon emissions associated with ammonia production, aligning with global efforts to combat climate change.
The Industrial Feedstock segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Industrial Feedstock segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. Traditionally, ammonia production relies heavily on fossil fuels, contributing to greenhouse gas emissions and environmental degradation. With the increasing focus on sustainability and climate change mitigation, there's a growing demand for green alternatives. Industrial feedstocks such as renewable hydrogen derived from electrolysis powered by renewable energy sources like wind and solar are being utilized to produce green ammonia. This approach not only reduces carbon emissions but also ensures a more environmentally friendly production process.
Asia Pacific region commanded the largest share of the market over the extrapolated period due to the simultaneous rise in agricultural production and environmental consciousness. As agricultural activities escalate to meet the regional demands of a growing population, there's a parallel concern for sustainability and environmental impact. Green ammonia, produced through renewable energy sources and processes that minimize carbon emissions, presents a compelling solution across the region.
Asia Pacific region is poised to hold profitable growth over the projection period. As the region strives to combat climate change and reduce carbon emissions, governments are implementing stringent regulations and policies aimed at promoting the adoption of clean energy alternatives. These regulations often include incentives such as subsidies, tax breaks, and mandates for renewable energy use, which encourage industries to transition towards green ammonia production across the region. Moreover, governments are actively investing in research and development initiatives to advance green technology and infrastructure, fostering innovation and market competitiveness throughout the Asia Pacific region.
Key players in the market
Some of the key players in Green Ammonia market include ACME Group, Air Liquide S.A., Ammonia Energy Association, BASF SE, CF Industries Holdings, Inc, Exxon Mobil Corporation, Greenfield Nitrogen LLC, Honeywell International Inc, Hydrogenics Corporation, Kawasaki Heavy Industries, Ltd, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd, NextEra Energy, Inc, Siemens AG, TotalEnergies SE and Yara International ASA.
In April 2023, Yara Clean Ammonia (Yara), a fertilizer and chemical company owned by Yara International ASA, and VNG, a gas company based in Leipzig, intend to collaborate closely in the field of clean ammonia, actively supporting the ambitious implementation plans outlined in the German Hydrogen Strategy.
In February 2023, Hyphen Hydrogen Energy signed an MoU with South Korea-based hydrogen producer Approtium and another major chemical company for its 1 million mt/year green ammonia plant in development in Namibia.
In November 2022, an industrial-scale ammonia cracker prototype, intended to combat climate change and lower carbon emissions, was developed by Siemens Energy in collaboration with Fortescue Future Industries, a manufacturer of green hydrogen, and GeoPura, a provider of renewable energy, electric vehicle charging, and emission-free electricity. 200 kg of hydrogen per day, or enough to power five to ten hydrogen fuel cell electric buses, would be delivered by the prototype using ammonia.
In October 2022, Greenko signed an agreement to supply 250,000 tons green ammonia to Germany-based Uniper. Greenko is the first India-based company to start exports from 2025 to jointly explore green ammonia and renewable energy opportunities to cater to the growing demand for low carbon energy in India, Singapore, and globally.