第二項(xiàng)授權(quán)法案定義了一種量化可再生氫的計(jì)算方法,即可再生氫的燃料閾值必須達(dá)到28.2克二氧化碳當(dāng)量/兆焦(3.4千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫氣)才能被視為可再生。該方法考慮到了燃料整個(gè)生命周期的溫室氣體排放,同時(shí)明確了在化石燃料生產(chǎn)設(shè)施中的共同生產(chǎn)可再生氫或其衍生物的情況下,應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算其溫室氣體排放。日本“低碳?xì)洹保ǖ吞克厮兀┒x,2023年6月6日,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(METI)發(fā)布修訂版《氫能基本戰(zhàn)略》,該草案已經(jīng)在可再生能源、氫能相關(guān)部長級會議上通過。該戰(zhàn)略設(shè)定了“低碳?xì)洹钡奶紡?qiáng)度目標(biāo),即從原料生產(chǎn)到氫氣生產(chǎn)的碳排放強(qiáng)度低于3.4千克二氧化碳/千克氫氣,并明確了境外生產(chǎn)氫的碳排放要涵蓋長途運(yùn)輸?shù)热芷?。綠氨的制備過程需要嚴(yán)格控制溫度和壓力條件。浙江氫轉(zhuǎn)氨儲能
IRENA“可再生氨”(Renewable Ammonia)定義,2022年,國際可再生能源署(IRENA)和氨能協(xié)會(AEA)聯(lián)合發(fā)布《創(chuàng)新展望:可再生氨》,報(bào)告中定義“可再生氨”(Renewable Ammonia)是利用可再生電力生產(chǎn)的氫氣和從空氣中凈化的氮?dú)馍a(chǎn)的。可再生氨用于生產(chǎn)氨的所有原料和能源都必須是可再生能源(生物質(zhì)、太陽能、風(fēng)能、水電、地?zé)岬龋?。國際可再生能源署對于生產(chǎn)每單位綠氨的二氧化碳當(dāng)量沒有明確規(guī)定。中國“綠氨”定義,目前,國內(nèi)關(guān)于“綠氨”尚無官方機(jī)構(gòu)和有威信組織的統(tǒng)一定義。行業(yè)內(nèi)具備相關(guān)發(fā)聲,國內(nèi)企業(yè)對綠氨的定義主要關(guān)注其原料氫是否由可再生能源電力制取,對生產(chǎn)過程中的碳排沒有明確的要求。工業(yè)氨轉(zhuǎn)氫裝置綠氨氨合成塔的設(shè)計(jì)需要考慮反應(yīng)效果和壓力等參數(shù)。
“綠”氨認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。歐盟“可再生氨”(RFNBO)定義,歐盟《可再生能源指令》中定義了可再生燃料產(chǎn)品組“RFNBO”,基于可再生氫生產(chǎn)的液態(tài)燃料,如氨、甲醇或電子燃料,同時(shí)被視為RFNBO。歐盟對于生產(chǎn)每單位綠氨的二氧化碳當(dāng)量沒有明確規(guī)定。日本“低碳氨”(低炭素)定義,2023年6月6日,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI)發(fā)布修訂版《氫能基本戰(zhàn)略》,為氫和氨的生產(chǎn)設(shè)定全生命周期碳排放強(qiáng)度指標(biāo),“低碳氨”(低炭素)的定義為生產(chǎn)鏈(含制氫過程)的碳排放強(qiáng)度低于0.84千克二氧化碳當(dāng)量/千克氨。
為適應(yīng)此轉(zhuǎn)變過程,在氨燃料供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)和充分發(fā)揮氨燃料優(yōu)點(diǎn)的氨燃料電池儲能電站、氨內(nèi)燃機(jī)車或氨燃料電池(車船)得到普及之前,氨、油氣(或其它碳?xì)漕悾╇p燃料甚至多燃料機(jī)車以及氨電混動汽車可能成為人們的選擇。來自美國密歇根大學(xué)機(jī)械系一個(gè)研究組的較新報(bào)告表明,現(xiàn)有的汽車可相當(dāng)簡易地改裝為氨、汽油雙燃料車而無需更換現(xiàn)有的引擎。雖然也有危險(xiǎn)總比汽油安全:誠然,氨在特定條件下(如在密閉空間中大量釋放)可造成危及生命的事故。但儲運(yùn)、操作中惡性事故發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,氨比汽油和液化天然氣都安全得多。人體自然產(chǎn)生并排泄氨,人類生來就和氨朝夕相處。人的嗅覺對氨有極高的靈敏度,可檢測只為危險(xiǎn)水平5%以下的濃度。更何況,新技術(shù)的研發(fā)和實(shí)施,必能使氨燃料的運(yùn)用更為安全可靠。因此,因氨有可能使人窒息而拒之不用,無異于因噎廢食。綠氨可以與一些酸性物質(zhì)反應(yīng),產(chǎn)生鹽和水。
在經(jīng)濟(jì)性方面,耶魯大學(xué) Boreum Lee 等建立了研究模型進(jìn)行使用主要電解技術(shù)(即 AWE、PEM WE 和 SOE)生產(chǎn)綠色 NH3 的經(jīng)濟(jì)預(yù)測和環(huán)境影響評估。據(jù)其預(yù)測,在 2050 年前,堿性水電解(AWE)、聚合物電解質(zhì)膜水電解(PEM WE)和固體氧化物水電解(SOE)三種中的任何一種綠色 NH3 合成工藝都均將與傳統(tǒng) Haber-Bosch 工藝相競爭。由于綠色氨合成工藝相關(guān)的 CO2 排放量較低,因此CO2 稅對綠色 NH3 生產(chǎn)的成本影響相對較小。此外,鑒于對與 CO2 排放相關(guān)的全球環(huán)境問題日益凸顯,由于對傳統(tǒng) NH3 生產(chǎn)產(chǎn)生的 CO2 排放罰款、未來 CO2稅的采用、貨幣膨脹等因素將導(dǎo)致綠色 NH3 合成的平價(jià)年提前,考慮到碳的價(jià)格與沒有碳定價(jià)政策的情況相比,綠色 NH3 的經(jīng)濟(jì)平價(jià)可以提前個(gè)十多年實(shí)現(xiàn)。工業(yè)綠氨是指在工業(yè)生產(chǎn)中采用綠色氨合成技術(shù)進(jìn)行氨氣的制備。內(nèi)蒙風(fēng)能氫轉(zhuǎn)氨
綠氨技術(shù)的發(fā)展可以推動能源轉(zhuǎn)型和碳減排工作的進(jìn)展。浙江氫轉(zhuǎn)氨儲能
從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化生產(chǎn),科學(xué)家對合成氨技術(shù)探索了100多年。20世紀(jì)初,德國化學(xué)家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法,開啟了合成氨的大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程?;谠摲椒ǎ么罅堪鄙a(chǎn)出的化肥,增加了全球糧食產(chǎn)量。廈門大學(xué)氨能源工程實(shí)驗(yàn)室研究員朱維源表示,傳統(tǒng)的Haber-Bosch法合成氨技術(shù)以化石燃料為氫源和熱源,造成大量的二氧化碳排放。目前,我國年合成氨產(chǎn)量約5000多萬噸,碳排放量每年約2億噸。在應(yīng)對全球氣候變暖和“雙碳”目標(biāo)下,基于化石燃料的傳統(tǒng)合成氨工業(yè)很難持續(xù)。目前,Haber-Bosch法仍是獨(dú)一具有工業(yè)規(guī)模的合成氨技術(shù)。晏成林表示:“由于該工藝會消耗大量化石能源,并造成碳排放,因此,尋找合適的綠色替代方案,在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效、低能耗、低排放、可持續(xù)的氨生產(chǎn),是亟待解決的科學(xué)挑戰(zhàn)?!闭憬瓪滢D(zhuǎn)氨儲能