全球為啥都在積極布局綠氨產(chǎn)業(yè)?一是綠氨生產(chǎn)過程及本身接近“零碳”,能夠大幅降低二氧化碳排放。二是氨耦合CCS捕捉二氧化碳,經(jīng)過化學反應固定二氧化碳,綠氨耦合CCS技術,捕捉制氫、冶金、煉化、發(fā)電等行業(yè)排放的二氧化碳,將會實現(xiàn)尿素生產(chǎn)的接近“零碳”排放。三是氨可以作為氫的載體,以氫氣為原料的液氨比液氫具有更高的體積能量密度,且氨比氫氣更容易液化,常壓下氨氣在-33℃就可以液化,而氫氣需要低于-253℃,且同體積的液氨比液氫多至少60%的氫。綠氨在實驗室中常用于調(diào)節(jié)溶液的酸堿度。太陽能綠氫制氨反應塔
以新一代可再生、環(huán)境友好的氨燃料,取代傳統(tǒng)燃料勢在必行。但世界上的多數(shù)國家并無能力引導這一更替。在汽車已經(jīng)普及的國家,這一更替將是一個耗費、困難甚至痛苦的過程。發(fā)達國家的government多因其任期短所造成的急功近利的特性及其與石油等既得利益財團的瓜葛,無意亦無力主動地引導這一長期的歷史性的轉變。中國對燃料與動力的需求日增,對通信與IT的需求也與日俱增。中國信息與移動通信產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,加上7.5億互聯(lián)網(wǎng)個人用戶,年需求供電保障電量高達3000億度電(2012年),未來更將高達5000億度電。太陽能綠氫制氨反應塔綠氨是一種具有高熱能的化合物,可被用作工業(yè)燃料。
普及氨燃料的合理性,又在于它的另一個不容低估的優(yōu)越性:對自然、環(huán)境的保護。氨燃料的生產(chǎn)和利用,不只可實現(xiàn)零污染,更無需占用耕地或減少長久性植被,且能幫助減少大氣中已存在的“溫室效應氣體”。這是可再生醇類碳氫化合燃料所辦不到的。再者,氨在消除內(nèi)燃機氧化氮類(NOx)“光霧氣體”的排放中所起的關鍵作用,也是難以替代的。在經(jīng)濟上,液氨的每單位能量價格,已在世界多數(shù)國家和地區(qū)低于或相當于汽油。由于氨是一種便于以其他各類能源(及空氣或水)來合成的燃料,在長期走勢上,其價格將與各種現(xiàn)有能源的較低價格大致吻合。因此,使用氨燃料可避免由某一特定能源的供求失衡而引起的價格沖擊,并在逐步走向依賴物理能的過程中始終保持其經(jīng)濟性。
要合成氨,需要加壓和提高溫度,消耗能源。在低溫低壓等溫和條件下也能發(fā)生反應的技術不可或缺。日本專業(yè)技術廳的“需求即刻滿足型技術動向調(diào)查報告書”顯示,在氨合成技術的專業(yè)技術和受到關注的成果中,引人關注的是日本和歐洲的企業(yè)與大學。從2003~2017年申請的專業(yè)技術數(shù)來看,瑞士的工程企業(yè)Casale排在頭一位。包括第3位的德國蒂森克虜伯集團、第5位的丹麥托普索(HaldorTopsoe)等在內(nèi),前面10以內(nèi)有5家歐洲企業(yè)。日本也有三菱重工、豐田和東京工業(yè)大學等4家企業(yè)與大學躋身前面十名。太陽能綠氫制氨的應用可以將太陽能轉化為氨氣的綠色能源。
“綠氨”指的是利用可再生能源制造,完全不產(chǎn)生二氧化碳。肥料大型企業(yè)美國CF工業(yè)將于2023年開始年產(chǎn)2萬噸的商業(yè)生產(chǎn)。投入約1億美元,在路易斯安那州的氨制造設施內(nèi),建設通過電解水來制造氫氣的設備。該氫能設備采用可再生能源,從德國的鋼鐵機械制造商蒂森克虜伯采購。CF工業(yè)計劃在北美和英國的9個氨生產(chǎn)基地推進脫碳化??偛眉媸紫瘓?zhí)行官(CEO)托尼威爾(Tony Will)表示:“氨是使氫的儲藏和運輸變?yōu)榭赡艿闹匾蛩亍薄^D向綠氨是世界潮流,日本也將推進同樣的計劃。旭化成和日揮控股計劃在福島縣浪江町建設驗證設備,自2024年度起每天生產(chǎn)數(shù)噸綠氨。旭化成采用1萬千瓦電力的氫生產(chǎn)設備已投入運行,還將建設氨合成工廠。將在獲得國家資助的同時,到2027年度將氫制造設備提高至4萬千瓦,力爭通過量產(chǎn)大幅降低成本。綠氨具有揮發(fā)性、易燃性和腐蝕性,需謹慎處理。太陽能綠氫制氨反應塔
船運燃料綠氫制氨是指將綠氫制得的氨氣用作船舶燃料的一種應用方式。太陽能綠氫制氨反應塔
9月,沙特石油公司和日本能源智庫組織了一批40噸的藍色氨運往日本,在一個燃煤發(fā)電站和兩個小型燃氣輪機中進行實驗燃燒,這位研究氨能源提供了更好的數(shù)據(jù)來源;環(huán)保人士對此不以為然,他們認為真正的重點應該是可再生資源而不是重新定位化石燃料。實際上不光是日本,中國布局氫能源研發(fā)也是能源戰(zhàn)略上的重要組成部分,我國對氨能源研究起步較晚、實際應用中難免產(chǎn)生氮氧化物、氨氣單獨燃燒效果較差、合成氨工業(yè)耗能巨大;但是我們一直沒有停止在這方面的技術探索~“在‘碳中和’愿景下,氨經(jīng)濟是一種必然。但要促成其發(fā)展,還必須解決社會接受度問題?!碧K州大學能源學院院長晏成林在接受采訪時說,“大眾能否接受氨作為大規(guī)模燃料和能源載體,不只需要進一步開展研究、制定標準和程序,還需要government的政策性支撐?!碧柲芫G氫制氨反應塔