什么是綠氨?氨通常由氫氣和氮氣反應(yīng)合成,常用的方法是哈伯-博施法。這類“棕氨”使用化石燃料制備氫氣并提供能源,每生產(chǎn)1公噸就會釋放約2公噸溫室氣體。棕氨的生產(chǎn)規(guī)模巨大。據(jù)估計,合成氮基肥料養(yǎng)活了世界上約一半人口。合成氮肥養(yǎng)活了近40億人。與棕氨相比,綠氨使用可再生能源,并分別從水和空氣中分離氫氣和氮氣,生產(chǎn)成本一般更高。不過,由于可再生能源價格下降等原因,該成本也正逐漸降低。除了減排的明顯優(yōu)勢,綠氨的生產(chǎn)過程也不像棕氨那樣依賴天然氣??紤]到俄羅斯是氨的重要生產(chǎn)者和天然氣的主要供應(yīng)來源,這一點尤其具有現(xiàn)實意義。俄羅斯因俄烏戰(zhàn)事受到一系列制裁,已經(jīng)造成了肥料短缺和價格飛漲。綠氨的生產(chǎn)過程中,氫轉(zhuǎn)氨是關(guān)鍵步驟之一。內(nèi)蒙綠氨前景
國內(nèi)方面,隨著國內(nèi)雙碳政策體系的確立,2022 年 2 月四部委聯(lián)合印發(fā)的《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022 年版)》,國家能源局《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,工信部《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》等涉及綠氨存儲和應(yīng)用方面的政策出臺,2022 年我國綠氨的發(fā)展明顯加速。根據(jù)公開資料顯示,2022 年 3 月國家氫能中長期規(guī)劃發(fā)布以來,國內(nèi)綠氨規(guī)劃并落地的年產(chǎn)能已超過 156 萬噸,對應(yīng)超 28 萬噸/年的綠氫需求。在全球綠色能源轉(zhuǎn)型的大背景下,綠氨和綠氫結(jié)伴而生,被認(rèn)為實現(xiàn)綠色降碳的重要途徑,在未來可能會有一段時間的發(fā)展紅利。醫(yī)藥綠氨氨合成反應(yīng)器綠氨在農(nóng)業(yè)中被普遍用作氮肥,可以提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
綠氫、綠氨制取過程,以化石燃料為主的合成氨需要大幅減排,而經(jīng)由綠電、綠氫產(chǎn)生的綠氨能夠?qū)崿F(xiàn)接近“零碳”排放。根據(jù)國際能源署預(yù)測,在可持續(xù)發(fā)展情景中,基于電解水制氫技術(shù)和CCS,預(yù)計到2050年氨生產(chǎn)的碳排放強度將下降78%。其中,通過電解水制氫再合成綠氨減少的二氧化碳排放量占比,將從這里的微乎其微提高到之后的29%。氨生產(chǎn)技術(shù)的綠色化,也將直接減少產(chǎn)業(yè)鏈上的碳排放?!秷蟾妗分赋?,氨合成尿素的階段耦合CCS,捕捉冶金、煉化等行業(yè)排放的二氧化碳,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成的尿素也接近“零碳”排放。
但專業(yè)人士同時指出,盡管有如上優(yōu)勢,綠氨儲氫的商業(yè)化程度仍然有待提高,目前主要集中在小規(guī)模的試驗和應(yīng)用。“未來,隨著綠氫、綠氨的成本下降及技術(shù)的進(jìn)一步突破,綠氨儲運氫有望快速增長?!睂I(yè)人士稱,《報告》顯示,現(xiàn)階段綠氨成本仍然較高,不具備競爭優(yōu)勢。2020年,綠氨的生產(chǎn)成本區(qū)間為720-1400美元/噸,通過煤等化石燃料制取的灰氨成本則為280-440美元/噸。即使煤炭價格處于歷史高點,綠氨成本比灰氨高,不具備競爭優(yōu)勢。綠氨的氣味嗆人,對人體有一定的刺激作用。
國內(nèi)項目中較為典型的有如下項目:① 中國氫能有限公司與盈德集團合作在鄂爾多斯市達(dá)拉特旗投資建設(shè)綠氫、綠氨項目,簽約項目年產(chǎn)能包括 0.93 萬噸綠氫和 5 萬噸綠氨。② 國家能源集團投資23 億元在內(nèi)蒙古新建年產(chǎn) 30 萬噸綠氨。③ 蘭州新區(qū)government將投資 30 億元建設(shè)年產(chǎn) 2 萬噸制氫能力和 10 萬標(biāo)方儲氫能力的綠氫供應(yīng)基地,以年產(chǎn) 6 萬噸綠氨和氫能交通應(yīng)用為主要的示范應(yīng)用中心。總體來看,我國綠氨的生產(chǎn)項目主要集中在西北地區(qū),而產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用項目覆蓋全國。綠氨是指通過可再生能源驅(qū)動,利用電解水制氫,再與氮合成氨。工業(yè)氫轉(zhuǎn)氨制造商
綠氨可以與一些有機物發(fā)生氨合成反應(yīng),生成氨基化合物。內(nèi)蒙綠氨前景
氨比同樣在燃燒時不排放二氧化碳的氫更容易處理。如果為20攝氏度,氨在約8.5個氣壓下將變?yōu)橐后w。與需要降至零下253度以下的氫相比,能使用現(xiàn)在的儲藏罐,運輸更加容易。發(fā)現(xiàn)了不產(chǎn)生有害氮氧化物的燃燒方法,作為煤炭火力發(fā)電站的燃料也受到關(guān)注。愛爾蘭調(diào)查公司Research and Markets的數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計綠氨的世界市場規(guī)模將從2019年的約1300萬美元增加至2028年的8.5億美元,之后也有望持續(xù)擴大。氨通過使氫和氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來制造。國際糧農(nóng)組織(FAO)的統(tǒng)計顯示,全球產(chǎn)量約為1.9億噸。通過使天然氣和高溫水蒸氣發(fā)生反應(yīng)來制取氫,會排放大量二氧化碳。大部分氨則通過20世紀(jì)初開發(fā)的“哈伯-博施法(HB法)”來制造,需要400~500攝氏度、100~300個氣壓的條件。制造1噸氨的過程排放約1.6噸二氧化碳。據(jù)悉,如果使用源自可再生能源的氫,可減排7~8成。內(nèi)蒙綠氨前景