從實驗室到工業化生產,科學家對合成氨技術探索了100多年。20世紀初,德國化學家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法,開啟了合成氨的大規模工業化進程。基于該方法,用大量氨生產出的化肥,增加了全球糧食產量。廈門大學氨能源工程實驗室研究員朱維源表示,傳統的Haber-Bosch法合成氨技術以化石燃料為氫源和熱源,造成大量的二氧化碳排放。目前,我國年合成氨產量約5000多萬噸,碳排放量每年約2億噸。在應對全球氣候變暖和“雙碳”目標下,基于化石燃料的傳統合成氨工業很難持續。目前,Haber-Bosch法仍是獨一具有工業規模的合成氨技術。晏成林表示:“由于該工藝會消耗大量化石能源,并造成碳排放,因此,尋找合適的綠色替代方案,在溫和條件下實現高效、低能耗、低排放、可持續的氨生產,是亟待解決的科學挑戰。”綠氨,化學式NH3,是一種無色氣體,具有刺激性氣味。浙江氨轉氫反應器
第二項授權法案定義了一種量化可再生氫的計算方法,即可再生氫的燃料閾值必須達到28.2克二氧化碳當量/兆焦(3.4千克二氧化碳當量/千克氫氣)才能被視為可再生。該方法考慮到了燃料整個生命周期的溫室氣體排放,同時明確了在化石燃料生產設施中的共同生產可再生氫或其衍生物的情況下,應當如何計算其溫室氣體排放。日本“低碳氫”(低炭素水素)定義,2023年6月6日,日本經濟產業省(METI)發布修訂版《氫能基本戰略》,該草案已經在可再生能源、氫能相關部長級會議上通過。該戰略設定了“低碳氫”的碳強度目標,即從原料生產到氫氣生產的碳排放強度低于3.4千克二氧化碳/千克氫氣,并明確了境外生產氫的碳排放要涵蓋長途運輸等全生命周期。風能氫轉氨定制價格綠氨氨產能的提升可以滿足不同行業對氨氣的需求。
為應對全球氣候變化,提高能源安全保供能力,大力發展綠色氫能已經成為全球共識。根據國際氫能委員會《Hydrogen Scaling Up》報告,到2050年氫能將承擔全球18%的能源終端需求,其中超過95%的氫需要通過低碳方式生產。歐盟完善了《可再生能源指令》中的綠色氫標準,區域整體低碳電力組合供電制氫也可被認定為綠色氫,并逐步放寬對綠色氫的認證限制。日本《低碳氫認證》、德國《TUV綠氫認證》、國際綠氫組織的綠色氫標準,將下游用氫環節中產生的碳排放也加入到碳核算范疇。
近年來,全球能源巨頭爭相布局并爭奪綠氨市場,其中使用電解水供應綠氫的綠色 NH3 合成項目近兩年已經被 Air Products、Siemens、OCP、Thyssen Krupp和 Fertiberia 等大型公司商業化。國內方面,我國國家能源集團、國電投、京能集團等也已布局多個綠氨示范項目。根據亞化咨詢《中國綠氨產業鏈年度報告2022》數據顯示,目前全球已布局超過 40 個綠氨項目,如美國能源部 REFUEL計劃、丹麥商業化綠氨工廠、中東 Neom 項目、澳大利亞 AREH 項目等,全球綠氨規劃總產能超過 1500 萬噸/年。綠氨制氨過程中需要控制氫氣和氮氣的摩爾比和反應條件。
中國“綠氫”定義。中國氫能協會對“綠氫”作出了初步定義,“綠氫”是指通過可再生能源電解水制氫而得到的氫氣,它是一種清潔能源,與傳統的灰氫(通過化石燃料,煤炭、石油、天然氣等,燃燒產生的氫氣)有著明顯的區別,“綠氫”的生產過程中使用的電力必須來自于可再生能源,如太陽能、風能、水能等。2020年12月29日,中國氫能聯盟提出《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準與評價》,當中指出在單位氫氣碳排放量方面,低碳氫的閾值為14.51千克二氧化碳當量/千克氫,清潔氫和可再生氫的閾值為4.9千克二氧化碳當量/千克氫,同時可再生氫要求其制氫能源為可再生能源。綠氨工藝可同時減少CO2排放和降低能源消耗。內蒙綠氫制氨廠商
綠氨在自然界中很少單獨存在,通常以氫氧化合物的形式存在。浙江氨轉氫反應器
對于數據中心與3G/4G移動基站的保障電源,氨燃料電池具有廣闊的市場需求,這一點完全類似于“一戰期間”。中國的汽車市場和產業尚處于發展的初始階段,而其潛力之大、發展趨勢之猛,已舉足輕重于世界。2012年汽車產能高達2000萬輛,機動車保有量超過2億輛,到2020年汽車保有量將超過3億輛,需要進口6億噸原油。中國城市園林綠化方面的修剪與維護需要5000萬噸汽油,基礎設施與建筑業工地以及各地“拉閘限電”催生柴油發電每年需求7000萬噸柴油,相當于每年又需要再增加進口2億噸原油。浙江氨轉氫反應器