氨作為零碳燃料和氫能載體，在構(gòu)建“氫能社會”方面有望發(fā)揮重要作用，國際社會對這一觀點(diǎn)逐漸達(dá)成共識。氨既是氫能載體，也是零碳燃料，對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)將具有重要意義。
氨從最傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)化肥領(lǐng)域向能源領(lǐng)域拓展，目前取得了哪些進(jìn)展?還將面臨哪些障礙?在“雙碳”目標(biāo)下能否成為2022年的新風(fēng)口?
“氨-氫”：零碳循環(huán)萬億級產(chǎn)業(yè)鏈
從技術(shù)角度，氨能是一種以氨為基礎(chǔ)的新能源，既可以與氫能融合，解決氫能發(fā)展的重大瓶頸問題，也可以作為直接或者間接的無碳燃料直接應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)高溫零碳燃料的重要技術(shù)路線。
與氫能相比，氨能在儲存和運(yùn)輸上具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。眾所周知，氫能源作為最終的清潔能源，其發(fā)展勢不可擋，但最終要實(shí)現(xiàn)氫能源的商業(yè)化，安全性差和儲運(yùn)困難是首要解決的問題。
正是因?yàn)闅涞膬Υ婧瓦\(yùn)輸成本太高，氨開始受到更多的關(guān)注。氨由一個氮原子和三個氫原子組成，是天然的儲氫介質(zhì);常壓狀態(tài)下，溫度降低到零下33攝氏度就能夠液化，便于安全運(yùn)輸。目前全球八成以上的氨用于生產(chǎn)化肥，因此氨有完備的貿(mào)易和運(yùn)輸體系。所以，從理論上來看，可以用可再生能源生產(chǎn)氫，再將氫轉(zhuǎn)換為氨，運(yùn)輸?shù)侥康牡亍？梢詷O大降低氫的運(yùn)輸成本，并且提高運(yùn)輸?shù)陌踩?span id="iameyye" class="keyword">性能。
綠氫生產(chǎn)合成氨工藝流程
日韓發(fā)力氨能
在氫能戰(zhàn)略大前提下，氨能的發(fā)展和合理利用成為大勢所趨，國際上日本、韓國正在對氨能利用做出部署。
基于氨的低價和安全運(yùn)輸優(yōu)勢，原本將氫能作為“王牌”的日本政府，正在引入氨能，希望將發(fā)電廠和船舶的燃料替換成氨，憑借燃燒技術(shù)突破，以更低的成本實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年10月，日本政府發(fā)布第六版能源戰(zhàn)略計(jì)劃，首次提出引入氨能，具體體現(xiàn)在：“到2030年，利用氫和氨所生產(chǎn)出的電能將占日本能源消耗的1%。”
此外，在韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部2021年12月7日主持召開的第二次氫氣和氨氣發(fā)電推進(jìn)會議上，韓政府宣布將2022年作為氫氣氨氣發(fā)電元年，并制定發(fā)展計(jì)劃和路線圖，力求打造全球第一大氫氣和氨氣發(fā)電國。會議宣布，政府2022年共將投入400億韓元用于有關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并于2023年前制定“氫氣和氨氣發(fā)電指南”，推廣有關(guān)技術(shù)在LNG發(fā)電站使用。
國內(nèi)提前布局搶占先機(jī)
與日韓相比，我國在布局氫氨聯(lián)動發(fā)展的速度并不慢。目前國內(nèi)已有多家科研單位以及企業(yè)開始謀劃布局氫氨產(chǎn)業(yè)鏈，國內(nèi)福建、寧夏等地以及國家能源集團(tuán)紛紛成立相關(guān)聯(lián)盟組織研討會，搶占先機(jī)!
氨能利用發(fā)電項(xiàng)目啟動
2021年9月23日，由合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院(安徽省能源實(shí)驗(yàn)室)與安徽省能源集團(tuán)有限公司聯(lián)合共建的“安徽能源協(xié)同創(chuàng)新中心”，在皖能銅陵發(fā)電公司揭牌成立，氨能利用發(fā)電項(xiàng)目同步啟動。
國內(nèi)首家氨-氫能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺落地福建
2021年12月10日，福州大學(xué)、北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司在福州舉行綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目戰(zhàn)略合作簽約，成立合資公司，創(chuàng)建國內(nèi)首家“氨-氫能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺”，圍繞“氨-氫”綠色能源重大技術(shù)開展深度合作，加快推動科技成果轉(zhuǎn)化。福州大學(xué)江莉龍研發(fā)團(tuán)隊(duì)率先實(shí)現(xiàn)了新型的低溫“氨分解制氫”催化劑的產(chǎn)業(yè)化，探索了以氨為氫能載體的顛覆傳統(tǒng)高壓儲氫方式，為發(fā)展“氨-氫”綠色能源產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
國家能源集團(tuán)組織氨能研討會
2021年12月13日，國家能源集團(tuán)召開氨能在煤炭運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會，會議總結(jié)了國家能源集團(tuán)當(dāng)前氫能氨能發(fā)展情況，要求充分認(rèn)識氫能、氨能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的重要戰(zhàn)略作用，做好應(yīng)用場景開發(fā)和技術(shù)研發(fā)布局。
氫氨高溫窯爐零碳燃燒技術(shù)研發(fā)平臺成立
12月27日，由佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、佛山歐神諾陶瓷有限公司和佛山市德力泰科技有限公司聯(lián)合發(fā)起成立的先進(jìn)零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心在仙湖實(shí)驗(yàn)室成立。該中心瞄準(zhǔn)窯爐零碳燃燒顛覆性關(guān)鍵技術(shù)，旨在打造國內(nèi)首家開展氫氨高溫窯爐零碳燃燒技術(shù)研發(fā)的綠色能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺。
國內(nèi)首個氨氫產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立
2022年1月4日，寧夏工信廳同意由寧夏電投太陽山能源有限公司牽頭，聯(lián)合寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司、寧夏和寧化學(xué)有限公司、北京漢氫科技有限公司、廈門大學(xué)、銀川能源學(xué)院、寧夏氨氫研究院等區(qū)內(nèi)外氨氫產(chǎn)業(yè)企業(yè)、院校、科研院所，共同組建寧夏氨氫產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
伴隨著“氨-氫”綠色能源項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，有望解開產(chǎn)業(yè)的諸多難題，讓綠氫真正成為清潔能源的新風(fēng)口。
氨燃料在航運(yùn)業(yè)或?qū)⒋笥锌蔀?/strong>
在交通領(lǐng)域，氨燃料在航運(yùn)業(yè)或?qū)⒋笥锌蔀椤Ｄ壳埃瑴p少碳排放已成全球共識，世界各國對低碳航運(yùn)的需求日益旺盛。
與汽車相比，船用動力機(jī)特別是遠(yuǎn)洋船舶，需要較大的功率輸出。船用動力系統(tǒng)目前主要以燃油為主，會排放大量的二氧化碳是燃油燃料的致命缺憾，據(jù)報(bào)道：海運(yùn)產(chǎn)生的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的3%至4%，不容忽視;雖然也有采用電力推動的船舶，但其電力來源還是主要來自于柴油發(fā)電機(jī)組。
相比于其他燃料，氨燃料既能滿足船舶大功率運(yùn)輸需求，又具有零碳排放的特性，適合作為船舶燃料。氨燃料在船舶上的使用項(xiàng)目正在全球逐步展開。
氨-氫市場競爭力有待檢驗(yàn)
全球范圍內(nèi)，目前日本、阿聯(lián)酋、澳大利亞等國已將“氨”納入其政府能源戰(zhàn)略之中，與之對比的是，目前國內(nèi)氫能行業(yè)中，氨-氫儲運(yùn)這一方式應(yīng)用相對較少。在業(yè)內(nèi)人士看來，氨-氫這一模式盡管研究熱度不減，但最終能否成為工業(yè)主流，仍需考慮各國不同的資源稟賦，并經(jīng)過一定的實(shí)踐和市場的檢驗(yàn)。
與此同時，也有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，盡管合成氨工業(yè)相對成熟，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氨氫轉(zhuǎn)換，讓“氨-氫”這一方式成為氫能產(chǎn)業(yè)的一環(huán)，目前仍需將氨分解制氫的大容量設(shè)備、純化技術(shù)以及終端產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行集成。
但是，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授毛宗強(qiáng)在近期的一次采訪中看好氫氨一體化的發(fā)展，他說，因氨轉(zhuǎn)換氫氣成本低廉、氨氣供應(yīng)充足等優(yōu)勢，液氨或?qū)⒊蔀殒敲酪簹涞男屡d儲運(yùn)方式。多樣化的綠色能源使用對“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。在氫能戰(zhàn)略大前提下，整個氫能行業(yè)要利用氫能在交通領(lǐng)域的優(yōu)勢，對包括氨在內(nèi)的氫基化合物提供更多的測試機(jī)會，得出科學(xué)的結(jié)論，進(jìn)行大面積推廣，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”尋找多樣的路徑與技術(shù)。
可以預(yù)見，在“氨-氫”的技術(shù)迭代下，氫能源零碳循環(huán)的萬億藍(lán)海已經(jīng)打開，必將催生出一批領(lǐng)頭羊。加快發(fā)展集綠氨產(chǎn)業(yè)、氫能產(chǎn)業(yè)及可再生能源產(chǎn)業(yè)于一體的“零碳循環(huán)”的萬億級產(chǎn)業(yè)鏈，對保障國家能源安全和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
關(guān)鍵詞： 儲氫介質(zhì) 綠氫生產(chǎn) 氫能載體 氫能社會
