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多国积极布局氨-氢产业,氨-氢储运技术路线究竟前景如何?

时间:  2021-05-19 18:25   来源:  中国能源报    作者:  网络转载

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尽管“氨-氢”这一储运方式拥有一定优势,但其劣势也不容忽视。液氨具有较强的腐蚀性,同时不论是将氢气、氮气合成氨气还是将氨气转换为氢气,都将有一定的损耗,这一反应的转换效率也有待提高。

近日汇丰银行发布的一份研究摘要预测称,以化石燃料为原料制取的氨气很可能成为未来氢气大规模运输的重要载体,考虑到转换氢气成本低廉、氨气供应充足等优势,氨-氢这一储运方式将成为媲美液氢的新兴储运方式。随着我国氢能发展已经步入快车道,解决氢气长距离运输的方法已层出不穷,氨-氢储运这一技术路线前景如何?

多国积极布局氨-氢产业,氨-氢储运技术路线究竟前景如何?

多国积极布局氨-氢产业

近年来,氢能热潮席卷全球,氢产业成为多国能源领域发展的重点,然而,氢气的远距离运输却始终是行业的痛点。据了解,在我国氢气储运环节中,高压长管拖车储运氢气目前是行业主流,但这一方式却因储氢效率较低而发展前景受限。

在此情况下, 化学储氢、低温液态储氢等新型方式受到了业界青睐,而氨-氢这一方式则是化学储氢技术路线中的一种。

在同等条件下, 液氨在标准大气压下-33℃就能够实现液化,与之相比,如果直接运输液氢温度则需要降至 -253℃左右,液氨运输难度相对更低。同时也有研究数据显示,液氨储氢中体积储氢密度相对液氢可高1.7倍,同时也远高于当前主流的高压长管拖车储运氢气的方式,其优势已较为明显。

事实上,截至目前, 日本、澳大利亚等国均已在积极布局“ 氨经济”。在“碳中和”愿景下,利用可再生能源电解水制氢后,通过“ 氢-氨-氢”这一流程完成“绿氢”运输。从当前多国布局来看,氨-氢运输这一方式在大型氢出口项目领域尤其具有优势。

氢能发展催生传统领域新需求

氨化工作为传统化工的重要领域,在我国已有数十年的发展历史,液氨运输已十分成熟。事实上,作为一种氮氢化合物,氨在化肥、药物、日化等行业都应用广泛。在此情况下,氨也是当前全球产量最高的无机化合物之一。

中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非指出,不论是氢气合成氨还是氨分解为氢气、氮气,技术已十分成熟,近年来全球氢能的发展则为这一产业带来了新的需求。“从原理上说,利用氨作为氢气载体并不是新生事物。我国合成氨工业已十分发达,氨主要来源于煤化工等领域。”他指出。

在今年1月,中国科学院院士欧阳明高也在2021中国电动汽车百人会论坛上指出,能利用传统的工业催化技术合成氨,也能利用电催化方法合成氨,在能源革命的大背景下,氨以其质量储氢密度比以及体积储氢密度这两大优势,正在成为具有发展前景的氢运输载体。

氨-氢储运市场竞争力有待检验

全球范围内,目前日本、阿联酋、澳大利亚等国已将“氨”纳入其政府能源战略之中,与之对比的是,目前国内氢能行业中,氨-氢储运这一方式应用相对较少。在业内人士看来,氨-氢这一模式尽管研究热度不减,但最终能否成为工业主流,仍需考虑各国不同的资源禀赋,并经过一定的实践检验。

在韩涤非看来,尽管氨-氢这一储运方式拥有一定优势,但其劣势也不容忽视。他指出,液氨本身具有较强的腐蚀性,同时不论是将氢气、氮气合成氨气还是将氨气转换为氢气,都将有一定的损耗,这一反应的转换效率也有待提高。

韩涤非指出:“随着氢能产业发展,氨-氢这一方式可能会成为氢气储运环节一种可行的解决方案,但不会是唯一的解决方案。相比较来说,利用常温、常压的甲醇重整制氢或是直接利用液氢等方式也有较大的市场竞争力。” 另外,此前也有业内专家告诉记者,随着氢能产业逐步走向成熟,在氢气储运环节中,大规模氢气管道运输预计将占据更大的市场份额。

与此同时,也有业内专家认为,尽管合成氨工业相对成熟,但要实现大规模氨氢转换,让“氨-氢”这一方式成为氢能产业的一环,目前仍需将氨分解制氢的大容量设备、纯化技术以及终端产品等产业链各环节进行集成。
 

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