日前，內(nèi)蒙古烏蘭察布四子王旗風光儲氫氨一體化示范項目——合成綠氨建設項目在杜爾伯特化工園區(qū)啟動，邁出新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和零碳燃料制造堅實的一步。項目建成后，每年綠電發(fā)電量約63億千瓦時，可節(jié)約標煤133.9萬噸，二氧化碳減排632.78萬噸。預計年產(chǎn)綠氫9萬噸、綠氨50萬噸。
氨作為零碳燃料和氫能的高效載體，可實現(xiàn)終端能源的無碳排放，在“雙碳”目標背景下，氫氨融合日益成為能源行業(yè)發(fā)展的熱點。業(yè)內(nèi)人士表示，以“氨氫+新能源”模式發(fā)展的綠色氫氨醇一體化項目正在取代以往單一的并網(wǎng)發(fā)電項目，成為開發(fā)新方向。
氨能是氫能的最優(yōu)零碳載體
“氨的儲氫密度高、能量密度高，儲氫成本低；同時，氨燃料在使用過程中，可以實現(xiàn)零碳排放。”近日，在談起氨燃料的優(yōu)勢時，清華大學教授、長江學者特聘教授韓敏芳如此評價。
在合肥綜合性國家科學中心能源研究院氫能源和氨應用研究中心主任羅廣南看來，氨能是氫能的最優(yōu)零碳載體，許多國家已經(jīng)將“氨”視為“氫能的2.0版本”。
羅廣南進一步介紹，由于氨的火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈扇挤秶容^窄，所以儲運相對安全。它還可以通過簡單加壓或降溫等方式液化，因而液化、存儲和運輸成本較低，易于大規(guī)模、長周期、遠距離儲運，不受時空限制。
由于氨的熱值與煤炭相近，與煤粉的匹配性較好?！耙虼?，當前，國內(nèi)外煤電鍋爐降碳研究主要集中在燃煤摻氨。”羅廣南強調(diào)。
美國、日本、英國、澳大利亞等國先后對氨能源進行了研究。比如，日本已經(jīng)制定了2050年前實現(xiàn)純氨鍋爐零碳發(fā)電的路線圖。
我國氨的應用步伐也日益加快。2022年，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》提出，擴大工業(yè)領域氫能替代化石能源應用規(guī)模，積極引導合成氨、合成甲醇、煉化、煤制油氣等行業(yè)由高碳工藝向低碳工藝轉(zhuǎn)變，促進高耗能行業(yè)綠色低碳發(fā)展。今年2月，廣東省佛山市南海區(qū)發(fā)布《佛山市南海區(qū)打造氫能和氨氫融合裝備制造千億產(chǎn)業(yè)集群實施方案（2024—2030年）》提出，至2030年，南海區(qū)氫能和氨氫融合裝備制造產(chǎn)業(yè)將打造成為總產(chǎn)值超1000億元、規(guī)上企業(yè)超100家的千億產(chǎn)業(yè)集群。
多地已積極布局
記者注意到，以國家能源集團、國家電投、中國能源建設集團為代表的央國企開始布局、投資建設風光氫氨一體化項目。數(shù)據(jù)顯示，自2024年以來，項目總投資近2000億元。
2022年7月，國家能源集團國華投資烏拉特中旗甘其毛都口岸加工園區(qū)風光氫氨一體化新型示范項目獲備案；2023年5月，國家電投吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化項目全面開工；2024年4月，天楹遼源風光儲氫氨醇一體化項目聚焦“氫動吉林”行動，將風能、太陽能、儲能、氫能源、甲醇生產(chǎn)等多領域有機融合，構筑起一條綠色能源的完整產(chǎn)業(yè)鏈，推動遼源由傳統(tǒng)煤炭基地向現(xiàn)代零碳高地轉(zhuǎn)變。
吉林大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目（簡稱“大安項目”）是我國最大的綠氨投資標桿項目。吉電股份氫能業(yè)務總監(jiān)、氫能產(chǎn)業(yè)中心主任王憲民介紹，大安項目總投資約60億元，采用“綠氫消納綠電、綠氨消納綠氫”的一體化解決方案，建設包括800MW可再生能源，其中風電700MW、光伏100MW，通過“新能源+”模式耦合綠氫、綠氨、綠甲醇、綠油氣等應用，促進綠電轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)技術快速迭代，推動綠電轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，為打造“生態(tài)大安”提供一條綠色低碳新途徑。項目建成投產(chǎn)后，預計年產(chǎn)綠氫3.2萬噸，年產(chǎn)綠氨18萬噸，每年可減少二氧化碳排放65萬噸，可安置就業(yè)崗位300余人，實現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益多重發(fā)展。
技術、經(jīng)濟性等問題需攻克
盡管氫氨和新能源的融合具有諸多優(yōu)勢，示范項目也在不斷推進，但要實現(xiàn)其在我國甚至全球范圍內(nèi)的廣泛應用，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。
和君咨詢新能源事業(yè)二部研究員孫韶波前不久撰文指出，在技術方面，目前氫氨融合反應的能效和穩(wěn)定性仍有待提高。此外，大規(guī)模制備氨氣所需的催化劑和反應條件仍需進一步研究和優(yōu)化。
與此同時，經(jīng)濟性也不容忽視，降低成本是氫氨融合技術面臨的重要挑戰(zhàn)之一。孫韶波表示，目前氫氨融合技術的成本相對較高，難以與傳統(tǒng)能源競爭。
如何解決這些問題？王憲民建議國家出臺相應的政策給予明確的指導，在資金上給予支持。
在加強關鍵核心技術研發(fā)方面，業(yè)內(nèi)專家建議，將可再生能源與氫能產(chǎn)業(yè)相結合，以氨為儲能或儲氫載體，發(fā)展“清潔高效合成氨、經(jīng)濟安全氨能儲運、無碳高效氫氨利用”的零碳循環(huán)技術路線。對綠氨高效低成本合成、氨燃燒利用及尾氣處理的氨合成、氨能應用重點領域組織實施一批重大科技項目，建議集中力量攻關。
“在標準方面，國內(nèi)行業(yè)標準還不夠健全，需要進一步完善?！蓖鯌椕裾f，此外，還要科學防范項目建設中存在的風險。“比如，我們項目采用固體儲氫，現(xiàn)在新的技術迭代非?？欤瑢⒊霈F(xiàn)固體和液態(tài)混合的儲氫模式。
