氫氨一體化開始“發(fā)燒”

2022年，我國氫氨一體化相關(guān)項(xiàng)目超20個，總投資額近1500億元，綠氨年產(chǎn)能超過260萬噸。

近日，甘肅省科學(xué)技術(shù)廳公布了2022年第八批省級科技計劃項(xiàng)目名單，正式批準(zhǔn)蘭石研究院建設(shè)新型氫（氨）儲能技術(shù)研發(fā)中心，聚焦氫氨儲能技術(shù)路線，攻關(guān)核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備，搶抓氫氨儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇。

近年來，氫氨融合技術(shù)路徑漸受熱捧，國內(nèi)外氫氨融合產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目布局逐漸加快。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用需突破儲運(yùn)瓶頸，應(yīng)結(jié)合我國能源及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)展成熟、安全、高效的特色儲運(yùn)路線及配套產(chǎn)業(yè)鏈。氨作為零碳燃料和氫能載體，可解決氫能大規(guī)模儲運(yùn)難題，拓寬氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景。

項(xiàng)目數(shù)量顯著增加

記者注意到，2022年前，我國氫氨一體化項(xiàng)目大多停留在高校研究、企業(yè)聯(lián)盟和平臺建立等科研方面，具體示范項(xiàng)目較少。如2021年12月13日，國家能源集團(tuán)召開氨能氫能在煤炭運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會，會議要求充分認(rèn)識氫能、氨能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的重要戰(zhàn)略作用，做好應(yīng)用場景開發(fā)和技術(shù)研發(fā)布局。

2022年開始，氫氨一體化項(xiàng)目顯著增加。據(jù)統(tǒng)計，2022年全年，氫氨一體化相關(guān)項(xiàng)目至少有20個，總投資額近1500億元，綠氨年產(chǎn)能超過260萬噸。如2022年12月28日，中國能建氫能公司與吉林省松原市簽署中能建松原氫能產(chǎn)業(yè)園（綠色氫氨一體化）項(xiàng)目投資框架協(xié)議，計劃建設(shè)新能源發(fā)電制氫和綠氫合成氨一體化項(xiàng)目，年產(chǎn)綠色合成氨60萬噸，配套建設(shè)年產(chǎn)50臺套1000Nm3/h堿性電解水裝備生產(chǎn)線和4座綜合加能站。

今年1月16日，寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司披露了其綠氫制綠氨及氨水制備項(xiàng)目環(huán)境影響評價公眾參與第一次公示信息。該項(xiàng)目利用寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司太陽能電解制氫儲能及應(yīng)用示范項(xiàng)目氫氣和50萬噸/年煤制烯烴項(xiàng)目空分裝置氮?dú)?，建設(shè)年產(chǎn)10萬噸/年合成氨、50萬噸氨水生產(chǎn)線項(xiàng)目10萬噸/年合成氨的產(chǎn)能。

廈門大學(xué)能源學(xué)院教授、氨燃料專家王兆林指出，氨作為高效儲氫介質(zhì)，具有高能量密度、易液化儲運(yùn)、安全性高和無碳排放等優(yōu)勢，既可以與氫能融合，解決氫能發(fā)展的重大瓶頸問題，也可以作為直接或者間接的無碳燃料應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)零碳燃料的重要技術(shù)路線。

被視為最具潛力的氫儲運(yùn)方式

值得注意的是，在氫氨融合技術(shù)路徑方面，我國已出臺相關(guān)支持政策。在“雙碳”目標(biāo)及《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》等系列政策支持下，我國氨能發(fā)展迎來重要機(jī)遇期。

2022年4月，科技部發(fā)布《國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”等重點(diǎn)專項(xiàng)2022年度項(xiàng)目申報指南》，提出包括分布式氨分解制氫技術(shù)與灌裝母站集成、氨燃料電池、摻氨清潔高效燃燒等與氨有關(guān)的技術(shù)；《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》提出，依托可再生能源制氫（氨）的氧（氨）儲能等試點(diǎn)示范，將探索風(fēng)光氫儲等源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)的儲能發(fā)展模式列入“十四五”新型儲能區(qū)域示范。

政策鼓勵背后，是氫能儲運(yùn)需求的持續(xù)增長。業(yè)界普遍認(rèn)為，氫能應(yīng)用場景廣泛，除卡車、乘用車、自行車等道路交通外，未來還將向船舶、儲能發(fā)電、熱電聯(lián)供等新興細(xì)分領(lǐng)域拓展。業(yè)內(nèi)人士指出，以船舶為例，氫燃料更適用于遠(yuǎn)距離重載船舶的應(yīng)用，且氫燃料加注容量較大，以何種方式儲氫是最關(guān)鍵的問題之一。在此情況下，用氫和氨做成合成氨進(jìn)行儲運(yùn)和應(yīng)用將成為更優(yōu)的解決方式。

考克利爾能源亞太區(qū)總裁、考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司總經(jīng)理林立邦認(rèn)為，現(xiàn)階段，國家鼓勵就地消納氫氣，如新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目建成后，所產(chǎn)綠氫將替代塔河煉化天然氣制氫。不過，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，固態(tài)儲氫、氣態(tài)運(yùn)氫成本仍居高不下，合成氨將成為未來平衡我國不同地區(qū)用氫需求的理想方式之一?！拔覈前鄙a(chǎn)大國，氨能源豐富，同時已擁有成熟的氨生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲體系，氨還原氫的技術(shù)也很成熟，未來，氫氨結(jié)合將成為最具潛力的氫能儲運(yùn)方式?！?/SPAN>

部分技術(shù)難點(diǎn)仍待突破

值得注意的是，目前多個國家已陸續(xù)啟動氫氨能源示范項(xiàng)目。早在2021年，韓國便宣布將2022年作為氫氣氨氣發(fā)電元年，力求打造全球第一大氫氣和氨氣發(fā)電國。今年1月，日本政府宣布將制定新法支持氫能和氨能的普及。

在技術(shù)層面，記者了解到，氫氨融合技術(shù)路線需要在高性能低溫低壓合成氨和安全低溫氨分解催化劑及反應(yīng)器技術(shù)、“間歇性可再生能源制氫-低溫低壓合成氨”系統(tǒng)的動態(tài)集配及管控技術(shù)、安全低溫氨制氫系統(tǒng)和氨燃料電池系統(tǒng)的高效集成及智控技術(shù)等方面持續(xù)攻關(guān)。

針對上述挑戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)專家建議，應(yīng)從國家層面完善相應(yīng)的法律法規(guī)，引導(dǎo)全國各地結(jié)合地方優(yōu)勢布局氫氨一體化能源示范項(xiàng)目；同時，以氨為切入點(diǎn)之一，推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，針對氨作為能源載體和燃料應(yīng)用，在設(shè)備規(guī)范、認(rèn)證認(rèn)可、安全要求等方面推出共性標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，進(jìn)一步加強(qiáng)氫氨聯(lián)動融合發(fā)展趨勢。