绿色氨发展亟待政策支持
过去,氨被广泛用作肥料用于农业;现在,科学家和企业家又发现了氨的新用途——用可再生能源制造的绿色氨可以成为发电和船舶动力的重要清洁燃料来源。
明尼苏达大学开启了一个绿色氨项目。项目选址于美国明尼苏达州的一个布满涡轮风机的农场,这座制氨工厂的动力来源主要是风电。产品氨不仅作为肥料在农场施用,还可为拖拉机提供实验燃料。在无风的日子储存能量,可为谷仓加热,使谷物干燥。所有这些过程都没有二氧化碳排放。这项研究表明,使用绿氨作为肥料、燃料和热能,可以将玉米等作物的碳足迹减少90%,低得惊人。
绿色氨助力碳减排
实际上,绿氨的应用范围远不止农场。零碳燃料倡导者预测,作为燃料的绿氨将有广阔的新市场,最终会超过作为肥料的巨大需求。2021年国际能源署报告预测,为实现净零排放,到2050年,氢燃料(包括氨)将占到运输燃料份额的近30%。
要让氨成为世界气候变化解决方案的一部分,必须确保所有的氨都是绿色的,这是一项艰巨的任务。首先,用于储存风能和太阳能的氨必须用可再生能源生产。其次,合成氨厂必须彻底改造生产系统。而船舶发动机需要重新配置,以使用新的液体燃料——氨。同时,还必须克服新的障碍:燃烧氨可能会产生比二氧化碳更强的温室气体。
自2018年以来,英国和日本一直在进行风驱动绿氨工厂实验。在美国,目前全球最大的氨生产商CF工业控股公司计划2023年在路易斯安那州唐纳森维尔建一座绿氨旗舰厂,年产量为2万吨。在澳大利亚,挪威雅苒国际公司的皮尔巴拉氨工厂计划到2022年底年产绿氨3500吨,到2030年产量增加50倍。最大的项目来自沙特阿拉伯,计划2025年建成一座年产120万吨绿氨的工厂。
绿色氨发展需要政府发力
尽管有这么多的项目,但绿氨产量与目前全球每年1.75亿吨的氨产量相比微乎其微。麦克法兰预计,全球的氨产量将提高100倍。但这种扩张存在很大风险,包括氨的意外泄漏、高浓度盐的环境污染——需要将所有的淡化海水变成绿氢的副产品。虽然利用现有技术可以实现这样的规模,但成本很高。牛津大学报告显示,目前美国一家使用化石燃料的大型工厂生产的氨比电解水生产的氨便宜73%。而成本在很大程度上取决于电价。
荷兰特温特大学化学工程师吉米·法里亚表示,虽然风能和太阳能成本在过去7年左右大幅下降,但绿氢要与化石燃料合成氢的成本相当还不知要到什么时候。为了让绿氨生产成本降得更快和规模足够大,需要政府出台绿氢补贴政策,并支持其扩大规模。在此之前,如果航运业希望将氨作为燃料,只能用化石燃料氢。那么,这只是将碳排放从一个产业(航运)转移到另一个产业(氨生产),毫无意义。