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氢氨融合:助力双碳目标尽早实现

张赢 2023-06-01 09:44 · 头闻号氢能评论

“现在不投新能源就像10年前不投房地产一样”。新能源来势汹汹,势不可挡。零碳、绿色、清洁、高效已经成为我国能源转型的重点,而氢能正在能源转型结构中发挥着不可或缺的重要作用。


能源界达成的共识是:氢能将成为我国加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。氢能具有清洁低碳且可存储的特质,在此背景下,氨能成为储氢介质热点。


鉴于氨是天然的储氢介质,且便于安全运输,因此氢氨路线成为目前推动氢能发展的热点之一。


氨(NH3)是一种具有刺激性气味的气态物质,在常温下即可加压液化为液氨,沸点为-33.5℃,临界压力约11.2 MPa;有较弱的燃烧性,燃点高达651℃,燃烧产物有氮气、水、氮氧化物等;有一定的爆炸风险,爆炸极限在15%~25%;氨具有毒性,会刺激人的皮肤粘膜等,严重时还会致人死亡;氨具有环境污染性,排放到大自然中会危害自然界氮循环,从而危及生态环境与人类健康。


氨的生产较为简单,工业上采用氮气与氢气在高温高压下反应合成氨。但是在生产氢气的过程中会消耗大量煤炭天然气等资源,并产生大量的碳排放。根中国气体工业协会数据,2020年我国合成氨行业二氧化碳的总排放量2.19亿吨,占到了化工行业排放总量的19.9%。


氨是最基础的化工原料之一,在化工领域有着广泛应用。氨既可用于尿素等农业化肥原料(氮肥)生产,也可用于硝酸等化工用品生产。作为工业上最基本、结构最简单的含氮原料,几乎所有的含氮化合物的最上游都源自于氨。


氨还可以作为新型绿色燃料,使用绿氨燃料几乎不会造成碳排放。而且氨易压缩,液氨体积能量密度比液氢高35%以上,在催化条件下可以分解释放出氢气,是一种优良的氢能载体。


2022年2月,国家发改委和国家能源局联合印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》(以下简称《方案》)。方案》指出,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件。氢储能、热(冷)储能等长时间尺度储能技术取得突破。将加大关键技术装备研发力度,推动多元化技术开发,开展氢(氨)储能等新一代高能量密度储能技术。


业内专家认为,“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题,电网需要储能,特别是要有长时储能的技术解决方案。


进入2023年,绿氢合成氨项目正在如火如荼进行。


2月23日,全球目前最大的风光制绿氢合成氨项目——吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目发布招标公告,采购30套水电解制氢设备。4月11日,该项目发布中标候选人公示。根据发布的公告,隆基氢能、阳光电源、三一氢能、派瑞氢能拟中标制氢装备。



3月11日,内蒙古乌拉特后旗绿氨技术有限公司30万吨绿氢合成氨项目获准予备案公示。该项目计划2025年完工,建设年产30万t绿氢合成氨生产线。


3月15日,内蒙古达茂旗绿氨技术有限公司绿氢合成氨项目获准予备案公示。该项目建设地点位于内蒙古包头市,建设年产30万t绿氢合成氨生产线,计划2025年完工。


5月15日,内蒙古阿拉善盟能源局核发项目备案告知书,国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨 基础设施一体化低碳园区示范项目配套14万吨绿氢合成氨项目获备案。项目拟建设年产2.5亿Nm³绿氢的碱水制氢系统,所制氢气用于14万吨绿氢合成氨系统,调节设施配置氢储能20万Nm³储氢罐设备。



近日,鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙经济开发区绿氢合成氨项目获备案。该项目计划2024年完工,新建年产15万吨绿氢合成氨装置。


不止国内,国际上氢氨项目也已展开。追根究底是因为氢能的优势以及氨可以作为良好的储氢介质。氢氨市场正在逐步打开,预计将形成万亿规模。在长距离运输中,氢氨融合将发挥巨大作用。


全球海事论坛“零排放联盟”撰写的一份有关海运业“脱碳”转型报告称,2030年至2050年,全球海运业“脱碳”所需规模性投资将在1万亿至1.4万亿美元之间。该分析的结果假设氨将成为“航运业采用的主要零碳燃料选择”,从 2030 年到 2050 年,大约每年需要50亿到700亿美元。


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