“氨=氢2.0“时代已然来临
当前,氢能源市场正发展地如火如荼,能源、化工、制造企业之间的跨界氢能合作蓬勃兴起。氢燃料电池汽车投放市场,氢动力火车、船舶、卡车等新兴交通工具的研发掀起热潮。然而,目前氢能的应用还存在制备、储存、运输、释放、政策等方面的限制,各行各业的专家都致力于解决这些方面的难题。在2021中国汽车工程学会年会上,中国工程院院士、清华大学教授李骏发表了题为《Autonomy 2.0与Ammonia=Hydrogen2.0》的主旨报告,提出全球已进入“氨=氢2.0”时代,氢能产业要准备向氨能方向发展。
两种无碳燃料——氢能和氨能
作为清洁能源,氢能具有高热值、高能量转化,无毒性,完全可再生等特点,是一种理想的清洁能源和零碳燃料。然而,氢能在储运方面存在一定困难的。首先,氢能比较活跃,易燃易爆。其次,氢能是元素周期表里面最小的原子,要把它装在一个密闭容器里面不是很容易,难以储运。此外,氢气要在零下235度才能变成液态氢。
作为一种清洁的可再生替代燃料,氨具有能量密度高、易于液化、成本较低、储运安全、工业基础良好等优势,是一种很有前景的氢能源载体及储存介质。与液氢(-253℃)相比,液氨(-33℃)的储存及供应相对容易。氨单位储存能量的成本较低,体积能量密度较高,也更加安全可靠。
三国战略实施——氨能源战略
美国氨能源战略与实施状况
实现能源独立是摆脱他国依赖的重要手段之一。2008年,美国能源部提出“氨—美国能源独立的关键”的氨能源战略,明确了氨的车载储氢作用。随后,美国能源部又启动“氨—从化肥到绿色能源传播器”国家项目,进一步推动美国氨能源的研究和应用。这个项目的研究结果证明氨能源能够广泛应用于热力和动力装备。
更加令人震惊的是,美国更是打造了阿拉斯加、夏威夷、爱荷华三大绿色可再生氨能源基地。阿拉斯加面积广阔,战略位置优越,更重要的是该州地热能量丰富,地热能具有低成本、可持续及环保等其它能源所不可比拟的独特优点。更让人惊喜的是,在夏威夷州,美国更是开发基于海洋热能转换系统的绿色可再生氨能源制造高科技,计划基于夏威夷氨能源基地打造覆盖亚太的氨能源运输网络。
日本氨能源战略与实施状况
2021年2月,日本政府发布“日本绿色发展战略“并指定2021~2050日本氨燃料路线图,创新链和产业链相结合。同年4月,日本政府又发布了题为“Japan embracing ammonia power to achiever 2050 zero CO2 target”氨能源战略,且日本SIP得出四个明确结论:
- 氨直接燃烧无二氧化碳排放;
- 氨是最大的氢载体;
- 氨供应链可商业化,且成本地;
- 氨燃烧NOx排放可控;
韩国氨能源战略与实施状况
2021年12月,韩国产业通商资源部第二次官朴起永主持召开第二次氢-氨气发电推进会议,宣布韩政府将2022年作为氢气氨气发电元年,制定发展计划和路线图,打造全球第一大氢气和氨气发电国。会议宣布,政府2022年将投入400亿韩元用于有关设备基础设施建设,并于2023年前制定“氢气和氨气发电指南”,推广有关技术在LNG发电站使用。韩国电力公社和韩国电力研究院计划于今年上半年完成氢气和氨气供应及安全设备、燃烧试验装置等设备建设组装。