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近日，中国首家“氨-氢能源重大产业创新平台”落地福建。记者了解到，该平台将探索可再生能源电解制氢-清洁高效合成氨-安全低成本储运氨-氢能的零碳循环路线，快速推动氢能产业规模升级。
氨不仅可以作为储氢介质，而且是一种相对便宜的零碳燃料。基于此，近年来，国内外已经开展了氨氢一体化产业项目。业内专家认为，氨氢能源的结合是理想的发展方向之一，对中国实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。
既是氢能载体，又是零碳燃料
据报道，氨本身是一种能量密度很高的零碳化合物，是液氢的1.5倍。在化学性质方面，氨的液化温度只有零下33摄氏度，非常容易液化。相比之下，氢液化温度需要降至零下253摄氏度左右，无论是车辆运输还是管道运输，液氨的难度都比较低。
氢能不仅面临成本挑战，还面临储运问题。因此，氨开始在国内外作为氢的储运介质进行研究。值得注意的是，氨除了作为氢能载体外，还是一种零碳燃料。据报道，氨和氧的燃烧反应产物是水和氮气，氮气约占空气的78%。因此，氨的燃烧过程实现了零碳排放。
澳大利亚工程院院士程一兵在论坛上表示，氨作为一种零碳燃料，对实现硅酸盐建材和火力发电行业的降碳目标具有重要意义。据分析，到2050年和2060年，即使全球碳中和，仍有近四分之一的能源依赖燃料，包括海运、长途重载汽车、炼钢、高温工业制造、航空等。因此，需要氨燃料进行含碳燃料的替代。
加快氨氢能源融合项目布局
基于氨的上述特性，该行业开始追求氨氢能源整合，建立新的氢能储运体系。此外，氨氢混合燃料也开始被用作国内外减碳的重要途径之一。
近年来，能源资本开始大规模进入绿氨行业。数据显示，发动机企业康明斯和氢燃料电池龙头企业普拉格都开始构建氨氢供应链。据美国媒体《市场观察》报道，今年11月，普拉格获得埃及订单，为年产9万吨绿氨提供10万千瓦电解设备，生产的绿氨将用作富氢燃料。
2020年，美国最大的气体产品和化工公司在沙特阿拉伯联合开发了400万千瓦制氢项目，建设了绿氢工厂。该项目总投资50亿美元，是迄今为止宣布的世界上最大的氢能项目。投产后，工厂每天生产650吨绿氢，可为2万辆氢燃料公共汽车提供动力。为便于运输和出口，工厂还将采用氢氨转换技术，届时可生产120万吨/年氨，终端用户再将氨转化为氢。预计到2025年将正式生产氨。
2021年，挪威Yara国际公司、挪威可再生能源巨头Statkraft、可再生能源投资公司AkerHorizons宣布将在挪威建立欧洲第一个大型绿色氨项目。
此外，日本也非常重视氨燃料产业链的布局。厦门大学能源学院教授王兆林表示，在日本，氨燃料技术的研发和测试已经持续多年。日本煤电的降碳方案之一是开始向煤炭和氨氢混烧迈进。目前，技术水平已达到商业规模。根据日本经济产业省公布的数据，到2030年，氢和氨将占日本发电燃料的10%。到2050年，全球将建设1亿吨氨供应链网络。
氨储氢供氢代氢是重要方向
王兆林强调，中国有非常成熟的氨运输和分配系统，氨更安全，更容易储存和运输。同体积的液氨比液氢多至少60%，经济优势突出。因此，氨储氢、供氢和代氢是氢能的发展趋势之一。
“目前高压储氢罐成本约60万/个，液氢储运设备成本120-150万元/套。由于氨储运系统成熟，储罐成本比氢低50倍左右。同时，氨的储运能耗和损失远低于氢。在相同的距离和输送条件下，输送氨的能量是天然气的两倍。现有的天然气管道可以通过稍微改造来输送氨。”王兆林表示。
程一兵还认为，氢氨相结合是国际清洁能源的前瞻性、颠覆性和战略性技术发展方向，是解决氢能发展重大瓶颈的有效途径，也是实现高温零碳燃料的重要技术路线。但需要注意的是，虽然国外已逐步开展氨氢融合应用项目，但我国的研究和应用仍然很少。
上述专家提醒，氨燃料在具体应用层面仍存在技术挑战。首先，氨的燃烧速度和热值较低，远低于氢，不利于高效的工业应用。其次，氨不易点燃，实现稳定燃烧。此外，要实现氨氢的大规模转换和储运，需要进一步研究大容量储运设备和催化剂的技术问题。
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