氢气是氨的主要生产原料,制氢过程中的碳排放量决定了氢气的类别。氨也可随生产过程中使用的氢气,分为灰氨、蓝氨、蓝绿氨、绿氨。
其中,绿氨使用的氢气为通过风、光等可再生能源发电所产生的绿电进行电解水制氢,将氮气与氢气结合合成氨。
我国的氨主要应用在农业、工业和储能领域,氨不仅可以用于农业领域的化肥生产,也可以在储能领域作为储氢介质使用。
氨作为高效储氢介质具有以下优势
1.技术成熟:氨的生产、运输技术较为成熟,可以低成本进行合成、储存和运输,适合大规模应用。此外,氨还可以实现季节性、远距离储能,进一步扩大了其使用范围。
2.液化储运成本低、效率高:氨在加压至1.0MPA时即可实现液态储运,相较于其他氢储运方式成本较低。此外,液态氨的载氢量较大,使得其在储氢密度方面具有显著优势。
2023年绿氨项目(不完全统计)
今年开工的氢氨一体化项目都处于施工建设或规划阶段,以产能每年20万吨以下的中小型项目为主。
在地域分布上,项目主要集中在我国北方的内蒙古、吉林地区。
数据来源:能景研究
有研究机构预测,到2024年,国内将最先在黄河几字湾、松辽形成2大绿氨产能中心。按各项目建设规划,到2024年黄河几字湾清洁能源基地将形成54万吨/年产能,松辽基地形成40万吨/年产能,两地合计占到2024年总规划产能的近七成。
从项目主体来看,项目的发起单位以电力企业与能源化工企业为主,二者在绿氨项目中各有特点:
电力企业:以发电运营和清洁能源装备制造为主要业务,例如国电投、中能建等电力业务为主的国企、央企,以及远景、明阳等新能源电力领域企业。
上述企业在选择绿氢消纳场景时,更倾向于考虑绿氨,且在项目选址上更倾向于大型风电光伏基地,多采用氢氨一体化项目模式。
能源化工企业:拥有煤化工、石油炼化等多种用氢场景,例如中石化、国家能源集团等能源及化工央企,以及宝丰等化工企业。
与电力企业不同,能源化工类企业在选择绿氢消纳场景时,更倾向于已有化工业务的低碳转型。倾向于在油气及煤炭资源中心开发项目,并在项目建设时考虑绿氨与甲醇等的综合生产模式。
我国2023年发布的绿氨项目还有以下特点
1.投资规模大:以一个典型的风光氢储氨醇一体化项目为例,仅500MW风光单元就需要25亿元的投资。当制氢单元和化工单元也加入其中,整个项目的投资将高达50亿元左右。
2.项目通常只配置低比例的储能设施,且风光绿电仅少量上网(或完全自用)。随着可再生能源柔性制氢技术的发展,低比例的储能已能满足项目运行需求。
3.大部分项目选择绿色甲醇或绿氨作为下游化工装置,但也有部分项目选择绿氢作为产品,并与合作的化工企业进行销售。
当前绿氨已经成为我国可再生能源制氢项目的主要下游配套场景之一,随着氢氨一体化项目的建设,有相关专家预测,2024年国内绿氨年产能将提升至百万吨,绿氨将成为绿氢消纳的主要阵地。