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绿氨:绿氢2.0,能源巨头新宠

日期:2023-03-23    来源:能源圈

国际氢能网

2023
03/23
15:16
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关键词: 制氢项目 绿氢项目 氢能产业

3月14-20日,六天内有三个氢能大项目接连敲定,投资累计超222亿元。分别是国富氢能参投的36亿绿氢项目落地内蒙古;亿华通81.46亿制氢项目开建;中能建氢能源签署105亿绿氢项目。

氢能产业加速发展,带动另一处于种子阶段的产业——绿氨(由绿氢+氮气制得)产业蓬勃兴起。

在氢能爆发式增长之前,氨的身影总与化肥重合在一起。但现在,氨的更多功能被开发出来:氨是无碳燃料;氨与氢可以互相转化;而绿氨×绿氢,还可大幅减少化石能源消耗,真正实现绿色低碳。绿氨联动绿氢,可使每公斤氢气利润率接近50%,经济效益很明显。

▲当采用可再生能源制绿氨+氨运输体系+分布式氨裂解制氢时,终端用氢成本优势巨大,按绿电价格0.1元/kWh计算,合成氨、运输、再还原成氢气供应给氢燃料汽车等用户侧,每公斤氢气成本为18.13元,有16元利润空间

氨×氢:能源巨头投资新宠

俄乌冲突和能源危机,推动了国际能源产业进一步重视绿氨的潜力。

2021年,全球最大氨生产商挪威Yara国际公司与挪威可再生能源巨头Statkraft以及可再生能源投资公司AkerHorizons宣布要在挪威建立欧洲第一个大规模的绿色氨项目;

2022年,埃克森美孚与3家绿色能源科技公司签署合作备忘录,计划在其位于挪威斯拉根的港口设施启动绿氨和绿氢生产项目研究,将斯拉根港打造为绿氨和绿氢生产销售枢纽;

2022年,日本三菱公司正考虑在美国得克萨斯州建立世界上最大的氨气生产设施之一,还考虑与壳牌在加拿大合作一个氨生产项目;

2022年,德国能源巨头尤尼珀公司和意昂集团宣布,均与加拿大恒风公司合作,确定未来将每年从加拿大进口100万吨绿氨,加拿大恒风公司正在积极推进的绿氨绿氢项目预计2025年初投产

近年来全球范围内的资本开始大举流入绿色氨氢项目。氨氢互相依托,正吸引能源巨头们涌入一股绿电、绿氢、绿氨浪潮,全球或将迈入"绿氨=绿氢2.0" 时代。

氨×氢:中国寻技术突破

中国对氨能源研究起步较晚,实际应用中仍存在氨燃烧慢、合成氨耗能巨大等问题。但中国作为氨最大生产消费国,在氢氨联动方面正在积极发力,力争在国际产业创新前沿占据一席之地。

2021年,福州大学研发团队率先实现了新型的低温“氨分解制氢”催化剂的产业化,探索了以氨为氢能载体的颠覆传统高压储氢方式,为发展“氨-氢”绿色能源产业奠定了坚实的基础;

2022年,由宁夏区内外氨氢产业企业、院校、科研院所,共同组建宁夏氨氢产业联盟;

2022年,国家能源局提出,积极探索绿氢、甲醇、氨能等替代化石能源的新方式、新途径

企业还密集投身于氨氢联动的项目建设,在实践中谋求技术突破,截至今年2月,中国规划的绿氨项目已接近50个,其中有国家能源集团、国电投、中国能建等国家队的身影,也有中国天楹、远景科技集团等民企加入。

氨×氢:成国家战略

而中国的邻国日本和韩国在氨与氢的应用方面,则已发布重磅计划。

例如,2021年,日本发布了其第六版能源战略计划,提出到2030年利用氢和氨所生产出的电能将占日本能源消耗的1%;同年,韩国宣布成立氢氨发电示范促进领导小组,将2022年作为氢氨发电元年,力求打造氢气和氨气发电全球第一大国。

日韩通过氨氢联动扩大利用清洁能源的野心,侧面反映出该产业备受追捧的现状。

氨:氢的最强辅助

氢能发展如火如荼,而对于氢气的运输环节,不同国家有不同设想或规划。例如,近期欧盟沙特均拟投巨资发展氢能。南欧和北欧之间第一条绿色氢走廊已开建,探索通过管道线和主要海底电缆运输氢能;沙特谋求向世界出口氢能,对运输氢气尚未有明确规划。

对此,中国则制定出氨氢体系来进行氢气运输。即以液氨的形式运输氢,再采用分布式氨裂解制氢,还原出氢气,最终将氢气按点供应给用户端。如此一来,液氨较低的运输费用+较低的终端用氢成本+逐渐降低是氨制氢成本,能让更便宜的氢气流入市场,加快氢能商业化进程。

鉴于经济性明显,不少企业在发展氢能的同时选择以氨做辅助。例如,吉电股份大手笔投资60亿,建设大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目,采用“绿氨消纳绿氢”模式,应对氢能产业输运瓶颈,且规划了合成氨负荷与新能源发电智慧协同,实现能源灵活消纳。

除了作为运输氢气的载体,氨也可直接作为燃料,具备易于储运、零碳排放、热效率高等优点,有望成为氢能利用的一种重要氢基燃料。

从去年年底以来,中国将氨作为燃料的项目明显增多,用作发电、供热的项目较多且规模相对较大。

中国船舶集团旗下的中国首款氨燃料动力运输船获国际认证;

由皖能集团和合肥能源研究院合作研制的纯氨燃烧器已达到了8.3MW,为300MW火电机组一次性点火成功并稳定运行2个多小时;

福大紫金氢能的3kW氨制氢燃料电池,氨制氢加氢站目前在推进过程中。

同时,宁夏、佛山和福州等地区集中成立了相关的工作专班、联盟等专业机构。在中国,目前主要以煤制氨,所得为灰氨。绿氨正持续增长,价格则有望随绿氢价格下降而下降。

在国际上,由于俄罗斯-乌克兰战争导致化石燃料价格飙升,国外暂时出现绿氢的价格比灰氢价格低现象。

▲自2021年11月1日以来,美国每生产1公吨的绿色氨,比生产等量灰氨节省超过0.5万美元

氨氢联动可打破化工与电力行业的壁垒,实现电-氢-氨化产业有效联通。绿氢×绿氨的组合模式正蓬勃兴起,同时也被机构看好,世界顶级的会计专业服务机构毕马威在去年12月发布《绿氨行业概览与展望》称,2021年全球绿氨市场规模约为3600万美元,2030年预计将达到54.8亿美元,年均复合增长率高达74.8%。


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