
来源:《中国石油和化工产业观察》杂志
作者:辛尚吉
近期,国际绿氨产业迎来一些振奋人心的新消息。包括美国埃克森美孚公司等在内的国际能源巨头在绿氨产业的新布局,让一段时间以来略显平静的产业泛起新的涟漪,也激起业内对绿氨革命的新希望。
6月,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。根据初步规划,该项目绿氨年产能将达10万吨,绿氢年产能将达2万吨。该项目生产的绿氨和绿氢有望直接作为港口货轮的航用燃料。与埃克森美孚签约的3家合作企业分别为挪威格雷格集团旗下致力于航运创新科技的Grieg Edge公司、绿氨创新公司以及挪威绿氢初创公司。3家企业将分别为该项目的绿氨、绿氢生产和应用提供创新科技。
地缘政治紧张局势也推动国际能源产业进一步重视绿氨的潜力。在国际冲突持续阴云下,8月,德国两家能源巨头尤尼珀公司和意昂集团宣布,与加拿大生产氢气、氨气等清洁能源的恒风公司签署合作备忘录,确定未来将每年从加拿大进口100万吨绿氨,以推进德国能源进口多样化,减少对俄罗斯传统化石能源的依赖。恒风公司正在积极推进的绿氨绿氢项目预计2025年初投产。该项目也是加拿大新斯科舍省打造绿色能源枢纽的一个重大项目。
传统上,合成氨一直是商业肥料的主要成分。不过,近年来合成氨作为一种清洁能源的潜力得到越来越多的关注。制氢与制氨通常密不可分,绿氢与绿氨技术也息息相关。生产氢和氨的传统方法需要以天然气等化石燃料为原料,生产过程中也会产生大量的碳排放。绿氢是指利用太阳能、风能等可再生能源发电,然后电解水制备得到氢气。绿氨则是通过太阳能、风能等可再生能源发电,电解水产生氢气,同时部分电能用于分离空气得到氮气,氢气与氮气发生化学反应得到氨。一段时间以来,包括中国在内的许多国家都在积极推进绿氨项目开发。不过,大多数项目是试点性质,规模并不大。近期,埃克森美孚等国际能源巨头作为绿氨生产者或终端用户更积极地投入到绿氨产业之中,无疑凸显出绿氨产业的巨大潜力,也进一步鼓舞了企业发展绿氨产业的信心。
氨相对于氢而言,有着自身的特点和优势。目前氢的储运技术尚未解决能效和安全等关键性问题。而氨可作为氢的载体,且氨具有易液化、体积能量密度大等特点,在储能运输方面优势明显。同时,氨本身也可作为无碳燃料。当然,用氨作为燃料,必须要克服燃点高、燃烧速度慢等缺点。这就决定了至少在近期氨只适合在特定的应用场景当燃料,例如轮船航运。
鉴于此,就绿氨项目开发而言,要最大限度提高项目本身经济效益并发挥其低碳优势,就必须结合氨的上述特点因地制宜做文章。应该说,埃克森美孚在挪威斯拉根港开发的绿氨项目具备了发挥其天然优势的特点。一方面,该项目生产的绿氨可作为氢的载体通过港口运输;另一方面,一个潜在的发展方向,就是将绿氨作为航用燃料,进一步丰富该绿氨项目的内涵。
中国作为传统合成氨生产大国,在绿氨生产和氨能利用方面正在积极发力,力争在国际产业创新前沿占据一席之地。数据显示,全世界每年生产合成氨2亿吨左右,中国产能约占全球的1/4。近期中国国内绿氨产业动作频频。公开资料显示,自3月国家氢能中长期规划发布以来,国内规划并落地的绿氨项目年产能已超过156万吨,对应超28万吨/年的绿氢需求。
中国的邻国日本和韩国也都已在绿氨生产和氨能利用方面制定了相应计划。例如,2021年10月,日本发布了其第六版能源战略计划,首次引入氨能概念,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%。2021年11月,韩国公布了氨能和氢能高温燃烧计划项目,宣布成立氢氨发电示范促进领导小组,推动氢、氨与天然气、煤混合燃烧发电。2021年12月7日,韩国进一步宣布,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。
