“氨經濟”能否破解氫能儲運難題？
來源：氫能俱樂部 2021-02-04
盡管“氨-氫”這一儲運方式擁有一定優勢，但其劣勢也不容忽視。液氨具有較強的腐蝕性，同時不論是將氫氣、氮氣合成氨氣還是將氨氣轉換為氫氣，都將有一定的損耗，這一反應的轉換效率也有待提高。
日前，匯豐銀行發布的一份研究摘要預測稱，以化石燃料為原料制取的氨氣很可能成為未來氫氣大規模運輸的重要載體，考慮到轉換氫氣成本低廉、氨氣供應充足等優勢，氨-氫這一儲運方式將成為媲美液氫的新興儲運方式。隨著我國氫能發展已經步入快車道，解決氫氣長距離運輸的方法已層出不窮，氨-氫儲運這一技術路線前景如何？
多國積極布局氨-氫產業
近年來，氫能熱潮席卷全球，氫產業成為多國能源領域發展的重點，然而，氫氣的遠距離運輸卻始終是行業的痛點。在我國氫氣儲運環節中，高壓長管拖車儲運氫氣目前是行業主流，但這一方式卻因儲氫效率較低而發展前景受限。
在此情況下，化學儲氫、低溫液態儲氫等新型方式受到了業界青睞，而氨-氫這一方式則是化學儲氫技術路線中的一種。
在同等條件下，液氨在標準大氣壓下-33℃就能夠實現液化，與之相比，如果直接運輸液氫溫度則需要降至-253℃左右，液氨運輸難度相對更低。同時也有研究數據顯示，液氨儲氫中體積儲氫密度相對液氫可高1.7倍，同時也遠高于當前主流的高壓長管拖車儲運氫氣的方式，其優勢已較為明顯。
事實上，截至目前，日本、澳大利亞等國均已在積極布局“氨經濟”。在“碳中和”愿景下，利用可再生能源電解水制氫后，通過“氫-氨-氫”這一流程完成“綠氫”運輸。從當前多國布局來看，氨-氫運輸這一方式在大型氫出口項目領域尤其具有優勢。
氫能發展催生傳統領域新需求
氨化工作為傳統化工的重要領域，在我國已有數十年的發展歷史，液氨運輸已十分成熟。事實上，作為一種氮氫化合物，氨在化肥、藥物、日化等行業都應用廣泛。在此情況下，氨也是當前全球產量最高的無機化合物之一。
中科院大連化學物理研究所張家港產業技術研究院院長韓滌非指出，不論是氫氣合成氨還是氨分解為氫氣、氮氣，技術已十分成熟，近年來全球氫能的發展則為這一產業帶來了新的需求。“從原理上說，利用氨作為氫氣載體并不是新生事物。我國合成氨工業已十分發達，氨主要來源于煤化工等領域。”他指出。
在今年1月，中國科學院院士歐陽明高也在2021中國電動汽車百人會論壇上指出，能利用傳統的工業催化技術合成氨，也能利用電催化方法合成氨，在能源革命的大背景下，氨以其質量儲氫密度比以及體積儲氫密度這兩大優勢，正在成為具有發展前景的氫運輸載體。
氨-氫儲運市場競爭力有待檢驗
全球范圍內，目前日本、阿聯酋、澳大利亞等國已將“氨”納入其政府能源戰略之中，與之對比的是，目前國內氫能行業中，氨-氫儲運這一方式應用相對較少。氨-氫這一模式盡管研究熱度不減，但最終能否成為工業主流，仍需考慮各國不同的資源稟賦，并經過一定的實踐檢驗。
在韓滌非看來，盡管氨-氫這一儲運方式擁有一定優勢，但其劣勢也不容忽視。他指出，液氨本身具有較強的腐蝕性，同時不論是將氫氣、氮氣合成氨氣還是將氨氣轉換為氫氣，都將有一定的損耗，這一反應的轉換效率也有待提高。
韓滌非指出：“隨著氫能產業發展，氨-氫這一方式可能會成為氫氣儲運環節一種可行的解決方案，但不會是唯一的解決方案。相比較來說，利用常溫、常壓的甲醇重整制氫或是直接利用液氫等方式也有較大的市場競爭力。”另外，此前也有業內專家告訴記者，隨著氫能產業逐步走向成熟，在氫氣儲運環節中，大規模氫氣管道運輸預計將占據更大的市場份額。
與此同時，有專家認為，盡管合成氨工業相對成熟，但要實現大規模氨氫轉換，讓“氨-氫”這一方式成為氫能產業的一環，目前仍需將氨分解制氫的大容量設備、純化技術以及終端產品等產業鏈各環節進行集成。
