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合成氨有望成为最快突破的“绿氢合成燃料”

新闻分类:技术交流来源:发布日期:2023-05-16

1、氨是一种基本化工原料与新型绿色燃料

氨是最基础的化工原料之一,在化工领域有着广泛应用。氨既可用于尿素等农业化肥原料(氮肥)生产,也可用于硝酸等化工用品生产。作为工业上最基本、结构最简单的含氮原料,几乎所有的含氮化合物的最上游都源自于氨。氨还可以作为新型绿色燃料或氢能载体。使用绿氨燃料几乎不会造成碳排放。而且氨易压缩,液氨体积能量密度比液氢高35%以上,在催化条件下可以分解释放出氢气,是一种优良的氢能载体。

2、船运行业对绿氨燃料的需求或成为合成氨新的需求增长点

最近,日本、韩国等国家开始将氨能源作为重点发展方向。日本重点关注燃煤电站的掺氨燃烧以及航运燃料领域,计划到2030年实现20%的掺氨比例,并随着技术发展逐渐提高到100%。而且,日本已开始陆续从沙特阿拉伯等国家进口低碳氨。韩国同样注重零碳氨燃烧发电,计划到2030年将氨电比例提高到3.6%。在此背景下,日韩等国的低碳氨供应出现较大缺口,进口需求增大,或将成为中国绿氨生产与出口良机。

根据国际海事组织数据,全球船舶碳排放约占全球总排放的2.2%2.5%。绿氨、绿色甲醇、绿氢成为船舶航运领域最受关注的三种绿色替代燃料。芬兰船运发动机制造商瓦锡兰声称,其目标实现船舶可利用氨满足60%70%的能源消耗。此外,中国江南造船、日本邮船等企业也纷纷布局探索绿氨动力船舶的建设。

与另外两种绿色燃料相比,绿氨燃料易压缩储运、且能够较低成本地实现全生命周期零碳排放。现阶段绿色甲醇由于碳源的成本限制及工业来源仍无法实现完全零碳化,高压气氢由于能量密度低而不适合船上紧张的空间,液氢则生产能耗大成本高。因此,绿氨将成为船运领域最有竞争力的绿色替代燃料之一,并为合成氨创造新的需求增长点。

3、国内外碳价加持,氢制绿氨成本有望比煤制氨更低

煤制氢制氨工艺成本由煤炭价格决定,绿氢制氨成本由绿电价格决定。绿氢生产成本逐渐降低,而国内碳交易覆盖范围逐步扩大、煤炭价格频繁向高位波动,绿氢替代煤制氨的经济优势初显。

尤其纳入碳交易覆盖范围后,能景研究估算,在国内50/吨碳交易价格加持下,国内氨生产成本约上升10%左右,欧洲600/吨碳交易价格加持下国内氨生产成本约上升100%,绿氢制氨具有明显成本优势。

4、国内绿氨消纳场景仍处于探索阶段

技术方面,氨燃机、氨燃料电池等的技术仍不成熟,相关示范应用很少;而且氨燃料直接利用或作为氢能载体的技术路线不确定,限制了绿氨应用的推广。应用方面,尽管国内已有中国船舶集团研发氨燃料动力船舶、富大紫金研发氢氨燃料电池客车等绿氨利用的探索,但是总体上集中在船舶航运领域,汽车、重卡等领域尚未见探索,难以形成更加普适化的绿氨能源模式。

绿氨的发展探索刚刚起步,仍面临生产模式不明确、下游消纳场景探索不充分的问题,以及国内外碳交易价格及认证不统一、合成氨海外市场开拓不充分等阻碍。(能景研究)