从实验室到工业化生产,科学家对合成氨技术探索了100多年。20世纪初,德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法,开启了合成氨的大规模工业化进程。基于该方法,用大量氨生产出的化肥,增加了全球粮食产量。厦门大学氨能源工程实验室研究员朱维源表示,传统的Haber-Bosch法合成氨技术以化石燃料为氢源和热源,造成大量的二氧化碳排放。目前,我国年合成氨产量约5000多万吨,碳排放量每年约2亿吨。在应对全球气候变暖和“双碳”目标下,基于化石燃料的传统合成氨工业很难持续。目前,Haber-Bosch法仍是独一具有工业规模的合成氨技术。晏成林表示:“由于该工艺会消耗大量化石能源,并造成碳排放,因此,寻找合适的绿色替代方案,在温和条件下实现高效、低能耗、低排放、可持续的氨生产,是亟待解决的科学挑战。”绿氨是一种具有高热能的化合物,可被用作工业燃料。上海氨转氢标准
为应对全球气候变化,提高能源安全保供能力,大力发展绿色氢能已经成为全球共识。根据国际氢能委员会《Hydrogen Scaling Up》报告,到2050年氢能将承担全球18%的能源终端需求,其中超过95%的氢需要通过低碳方式生产。欧盟完善了《可再生能源指令》中的绿色氢标准,区域整体低碳电力组合供电制氢也可被认定为绿色氢,并逐步放宽对绿色氢的认证限制。日本《低碳氢认证》、德国《TUV绿氢认证》、国际绿氢组织的绿色氢标准,将下游用氢环节中产生的碳排放也加入到碳核算范畴。内蒙光能氢转氨绿氨氨合成反应器是进行氨合成反应的特定反应设备。
中国的绝大多数人口仍在农村,新农村建设正“如火如荼”。农业机械化、农用汽车化正在兴起之中,估计到2020年将增长2倍,未来两者需求还将持续增长四五倍。2005年农业机械总容量为7亿千瓦(其中柴油动力为5.4亿千瓦/全年消耗柴油3500万吨),其中拖拉机2亿千瓦,收获机械0.8亿千瓦,排灌机械1.2亿千瓦,运输机械1.6亿千瓦。1.3亿公顷土地,单位农机每公顷只有3.37千瓦,年消耗柴油3500万吨。而类似地形气候国情的韩国与意大利则高达5到7千瓦。
碱性水电解(AWE)、聚合物电解质膜水电解(PEM WE)和固体氧化物水电解(SOE)三种技术可根据电解槽中所使用的电解液进行区分,从技术成熟度情况来看,AWE 技术较为成熟,已经实现商业化,是目前用于绿色 H2 生产的较常用技术,主要源于其具有高技术准备水平(TRL)以及使用较便宜的催化剂降低了成本支出(CAPEX);PEM WE 是商业规模上第二成熟的电解技术,其主要优点是使用固体聚合物电解质、高度致密、可利用间歇可再生电力进行灵活操作和高压操作;SOE 在高温下良好的热力学和动力学,因此具有较高的系统效率,因此有望实现大规模绿色 H2 生产。因此,以上三种类型的电解槽都可以用于绿色 NH3 生产,并且在未来可能具有经济和环境可持续发展的潜力。氨转氢技术可实现氨气的高效利用和能源回收。
如果向美国体制学习,中国将实现汽车保有量10亿辆,打七折也有7亿辆,按照每车每年1.5吨汽油计,每年需要10亿吨汽油。考虑到10人口的城镇化运输体系以及“世界工厂”的全球运输,还需要10亿吨柴油。全世界都不可能再额外提供如此之多的石油资源。10亿吨氨,至少可以替代15亿吨汽油。中国现有世界上较具经济活力的体制、较有利的发展氨燃料的条件及较大的、崛起中的氨燃料电池储能电站与车船市场,可谓“天时、地利、人和”三者兼备!中国应充分利用这一几近完美的优势,及时带领全球新一代无碳能源燃料的启用和推广,以利国,利民,利天下。氢转氨是将氢气与氮气在适当的条件下反应生成氨气的过程。上海氨转氢标准
绿氨是一种强碱性物质,可以与酸反应产生盐和水。上海氨转氢标准
国内项目中,多数项目集中在内蒙古、甘肃、青海等西北地区。其中较为典型的有如下项目:① 2022 年远景科技与内蒙古赤峰市人民government合作在赤峰市建设风光制绿氢绿氨一体化示范项目,总投资约达 400 亿元,该项目预计 2028年前建成投产,计划总投资约为 400 亿元,预计 2028 年前建成投产。② 北京能源国际控股有限公司与内蒙古锡林郭勒盟多伦县合作签署风光储氢制绿氨项目协议,该项目预计电解制氢规模日产 300 吨,年产绿氨规模达 60 万吨。上海氨转氢标准