全球已進(jìn)入“氨=氫2.0”時(shí)代，氫能產(chǎn)業(yè)要準(zhǔn)備向氨方向發(fā)展。

氫能源擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但難以儲(chǔ)存和運(yùn)輸，成本高昂。氫是元素周期表上最輕的元素，很容易泄露，對(duì)儲(chǔ)存容器要求高，并且氫氣非常活潑，與空氣混合后很容易發(fā)生燃燒和爆炸。如果遠(yuǎn)距離運(yùn)輸氫，需要將其液化，在常壓狀態(tài)下，需要將其溫度降低到-235攝氏度以下，能耗較高。如果以管道運(yùn)輸，則需要克服純氫以及摻氫的氣體給管道帶來(lái)的安全隱患，攻克氫氣管道的材料難題。

在氫能源高昂的成本下，氨氣走入人們視野，氨由一個(gè)氮原子和三個(gè)氫原子組成，是天然的儲(chǔ)氫介質(zhì);常壓狀態(tài)下，溫度降低到-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，并且氨有完備的貿(mào)易和運(yùn)輸體系。理論上，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?/p>

據(jù)國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，2040年，全球“綠氫和藍(lán)氫”需求將達(dá)7500萬(wàn)噸，然而氫氣儲(chǔ)運(yùn)難和安全性差等問(wèn)題制約了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，氨作為高效儲(chǔ)氫介質(zhì)，具有高能量密度、易液化儲(chǔ)運(yùn)、安全性高和無(wú)碳排放等優(yōu)勢(shì)。

此外，專家指出，目前氫能源汽車存在明顯的長(zhǎng)尾效應(yīng)。人類所使用的無(wú)碳燃料不僅有氫，還有其他燃料。氨氫融合一體化的新能源汽車可能將會(huì)是絕佳解決方案。全球氨能源非常豐富，特別是，我國(guó)是全球氨生產(chǎn)大國(guó)，全世界每年生產(chǎn)大概2億噸左右，我國(guó)的產(chǎn)能大約占到全球的四分之一。

而擔(dān)任過(guò)國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席的清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授毛宗強(qiáng)也在近期的一次采訪中看好氫氨一體化的發(fā)展，他說(shuō)，因氨轉(zhuǎn)換氫氣成本低廉、氨氣供應(yīng)充足等優(yōu)勢(shì)，液氨或?qū)⒊蔀殒敲酪簹涞男屡d儲(chǔ)運(yùn)方式。多樣化的綠色能源使用對(duì)“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(gè)氫能行業(yè)要利用氫能在交通領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，對(duì)包括氨在內(nèi)的氫基化合物提供更多的測(cè)試機(jī)會(huì)，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)。

中日韓氨能實(shí)踐

中國(guó)：

9月23日，由合肥綜合性國(guó)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(dòng)。

在銅陵啟動(dòng)的“氨能利用發(fā)電”項(xiàng)目，計(jì)劃在安徽省能源集團(tuán)有限公司所屬的皖能銅陵發(fā)電有限公司300MW機(jī)組進(jìn)行摻氨1%實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上逐步提高摻氨比例，并探索打造“礦坑水面光伏-綠氫-綠氨-臨近火電廠摻氨發(fā)電”的完整綠色產(chǎn)業(yè)鏈，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

此次揭牌的“安徽能源協(xié)同創(chuàng)新中心”，由安徽省能源集團(tuán)有限公司與合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心能源研究院本著互利共贏、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、成果共享的原則合作成立，將重點(diǎn)針對(duì)可再生能源、氫能、氨能、儲(chǔ)能、電力等領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)課題研究以及有關(guān)技術(shù)、裝備的聯(lián)合研發(fā)。

12月10日，福州大學(xué)舉行了綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目戰(zhàn)略合作簽約儀式，國(guó)內(nèi)首家“氨-氫”綠色能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)立，該校江莉龍研發(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(chǔ)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)。

作為我國(guó)氨工業(yè)催化領(lǐng)域唯一的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，2018年，福州大學(xué)化肥催化劑國(guó)家工程研究中心與北京三聚環(huán)保公司等開(kāi)發(fā)出世界首套以煤為原料的低碳安全高效“鐵釕接力催化”合成氨成套新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在年產(chǎn)20萬(wàn)噸合成氨裝置上工業(yè)應(yīng)用，打破了國(guó)外近30年的技術(shù)壟斷。

在此基礎(chǔ)上，該中心進(jìn)行“氨-氫”綠色能源重大技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)制出使氨高效分解的新型低溫催化劑，使傳統(tǒng)高溫“氨分解制氫”的溫度大幅下降，并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出氨低溫制氫加氫站裝置和新型“氨-氫”燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，攻克了“氨-氫”能源循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，有望發(fā)展一條契合我國(guó)能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的“清潔高效合成氨—安全低成本儲(chǔ)運(yùn)氨—無(wú)碳產(chǎn)氫用氫”的全鏈條特色氫能經(jīng)濟(jì)路線，為國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供一條嶄新的解決方案。

12月13日，國(guó)家能源集團(tuán)召開(kāi)氨能在煤炭運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會(huì)，國(guó)家能源集團(tuán)黨組成員、副總經(jīng)理?xiàng)罴匠鱿瘯?huì)議并講話，科技部主任李全生主持會(huì)議。

會(huì)議邀請(qǐng)澳大利亞福特斯卡金屬集團(tuán)、英美資源集團(tuán)介紹了氫能氨能在礦卡等重型機(jī)械方面研發(fā)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了國(guó)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(shí)氫能、氨能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中的重要戰(zhàn)略作用，做好應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)和技術(shù)研發(fā)布局。

截至12月15日，國(guó)家能源集團(tuán)航運(yùn)公司煤炭運(yùn)量突破2億噸，其中海運(yùn)量1.6億噸，約占國(guó)內(nèi)北方五港下水煤運(yùn)量的22.5%，持續(xù)穩(wěn)居國(guó)內(nèi)沿海散貨運(yùn)輸量第一。國(guó)家能源集團(tuán)航運(yùn)公司目前自有船舶59艘，331萬(wàn)載重噸，控制運(yùn)力約600萬(wàn)載重噸。今年以來(lái)，航運(yùn)公司克服疫情、臺(tái)風(fēng)等不利因素，依托集團(tuán)一體化戰(zhàn)略，不斷完善與各電廠、煤炭經(jīng)營(yíng)分公司、港口的合作機(jī)制，以專業(yè)運(yùn)輸服務(wù)推動(dòng)營(yíng)運(yùn)模式創(chuàng)新。在保供需求不斷增大的情況下，國(guó)家能源集團(tuán)航運(yùn)公司針對(duì)自有運(yùn)力不足的局面，通過(guò)多種靈活的租船方式，增加船舶租入量，截至15日13時(shí)30分，貨運(yùn)量突破2億噸，其中外部租入1794艘次船舶，租船貨運(yùn)量12589.32萬(wàn)噸，同比增加4090.49萬(wàn)噸，增幅48.1%，有效保障了燃煤電廠機(jī)組發(fā)電用煤安全。

日本：

在此理論基礎(chǔ)的支撐下，原本將氫能作為“王牌”的日本政府，正引入氨能，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，首次引入氨能，其中提出，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%。

韓國(guó)：

此外，在韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部12月7日主持召開(kāi)的第二次氫氣和氨氣發(fā)電推進(jìn)會(huì)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(guó)。會(huì)議宣布，政府明年共將投入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。