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新能源趋势引导,氨产业探寻新方向

日期: 2022-11-09
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  氢能源是新能源开发的一个热门领域,其优点很多,但储存和运输的技术难度大、成本高。储存方面,氢是元素周期表上最轻的元素,容易泄露,因此对储存容器要求高。运输方面,如果远距离运输氢,需要将其液化,即在常压下将其温度降低到-235摄氏度以下,能耗较高;如果以管道运输,则需要克服纯氢以及掺氢的气体给管道带来的安全隐患,攻克氢气管道的材料难题。在氢能源高昂的成本下,氨气开始受到人们关注。

        氨是世界上最重要的基础化学品之一,在现代工农业生产中具有广泛用途。氨由一个氮原子和三个氢原子组成,是天然的储氢介质;常压状态下,温度降低到-33摄氏度就能液化,便于安全运输;目前全球八成以上的氨用于生产化肥。因此,理论上,可以用可再生能源生产氢,再将氢转换为氨,运输到目的地。

        除了作为氢能载体,氨还是一种相对廉价的零碳燃料。它的能量密度很高,是液氢的1.5倍,且氨和氧的燃烧反应产物为水和氮气,而氮气约占空气78%,因此氨的燃烧过程实现了零碳排放。

        基于氨的上述特性,业内开始追求氨氢能源融合,一方面打造氢能储运新体系,另一方面开始将氨氢混烧燃料作为重要的减碳途径之一。

        发动机、氢燃料电池行业的企业开始打造氨氢供应链,为生产绿氨提供电解设备;气体产品和化工公司投资制氢项目,建设绿氢工厂,为氢燃料公共汽车提供动力,同时应用“氢氨转换技术”生产氨,以便于氢的运输和出口;发电用燃料中也在朝着煤、氨氢混烧转向。

        新技术的研发和应用也在加速推进氨能产业的发展。世界首个燃煤锅炉混氨燃烧技术工业应用项目2022年年初在山东成功投运,在国际上首次实现40兆瓦等级燃煤锅炉氨混燃比例为35%的中试验证,标志着我国燃煤锅炉混氨技术达到世界领先。

        2022年,国内首创的8.3兆瓦纯氨燃烧器,在30万千瓦煤电机组上一次性点火成功并稳定运行,标志着氨能综合利用发电示范项目取得了关键进展,按照“绿电→电解水制氢→合成氨→氨运输→火电厂掺氨燃烧”的技术路径,通过试验逐步提高火电掺氨燃烧比例,达到有效降低燃煤发电二氧化碳排放和能耗总量的目标,为火电机组“三改”联动提供关键技术支撑,带动火电节能降碳。

        我国是全球氨生产大国,全世界每年生产大概2亿吨左右。专家指出,氢氨融合是国际清洁能源的前瞻性、颠覆性、战略性的技术发展方向,是解决氢能发展重大瓶颈的有效途径,同时也是实现高温零碳燃料的重要技术路线。


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