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國內(nèi)的氫氨一體化項目
除了這一項目國內(nèi)已經(jīng)開始有數(shù)個氫氨一體化項目簽約或備案：
1、通遼千萬千瓦級儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園
9月8日，通遼市人民政府與中國投資協(xié)會、中國天楹共同簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，三方圍繞通遼千萬千瓦級儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園建設達成戰(zhàn)略合作，該項目包括風力發(fā)電6GW、光伏發(fā)電4GW，重力儲能2GWH，綠氫5萬噸/年，綠氨30萬噸/年，總投資600億元人民幣。三方還將共同打造零碳產(chǎn)業(yè)裝備制造中心，重點打造重力儲能、綠氫、綠氨、生物質(zhì)北方零碳裝備制造業(yè)中心，總投資100億元人民幣。并共同發(fā)起成立重力儲能研究院、綠氫研究院、綠氨研究院、生物質(zhì)能研究院。
2、多倫縣風光儲氫制綠氨項目
8月14日，北京能源國際控股有限公司牽頭的聯(lián)合體與內(nèi)蒙古錫林郭勒盟多倫縣人民政府簽署了風光儲氫制綠氨項目合作開發(fā)框架協(xié)議。項目建成后，預計電解制氫規(guī)模日產(chǎn)300噸，年產(chǎn)綠氨規(guī)模達60萬噸，將實現(xiàn)資源集約開發(fā)，拓展新能源利用新途徑、新模式、新場景，推動區(qū)域綠色電力能源到綠色化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，助推地區(qū)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。
3、烏拉特風光氫氨一體化項目
7月12日，國家能源集團國華投資蒙西公司烏拉特中旗甘其毛都口岸加工園區(qū)風光氫氨一體化新型示范項目獲備案。該項目位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗甘其毛都口岸加工園區(qū)，占地面積約300畝，計劃總投資23億元，配套規(guī)劃新能源裝機容量110萬千瓦，其中風電80萬千瓦，光伏30萬千瓦。
項目利用風光發(fā)電分解水制取高品質(zhì)氫氣，再用于生產(chǎn)合成氨，年產(chǎn)約30萬噸綠氨，供蒙西地區(qū)工業(yè)園區(qū)化工生產(chǎn)使用。建成后，年用電量約30.31億千瓦時，年產(chǎn)一噸氨約耗標煤164千克，排放二氧化碳0.54噸，預計每年可節(jié)約等價值標煤10.92萬噸，能源消耗量遠低于傳統(tǒng)化石能源制氫。
4、烏拉特后旗綠氨技術有限公司30萬噸綠氫合成氨項目
3月11日，烏拉特后旗綠氨技術有限公司30萬噸綠氫合成氨項目獲準予備案公示。該項目將建設年產(chǎn)30萬噸綠氫合成氨生產(chǎn)線。
5、達茂旗綠氨技術有限公司綠氫合成氨項目
3月15日，達茂旗綠氨技術有限公司綠氫合成氨項目獲準予備案公示。該項目將建設年產(chǎn)30萬噸綠氫合成氨生產(chǎn)線。
6、達茂旗風光制氫與綠色靈活化工一體化綠氫制合成氨（綠氨）項目
3月18日，包頭市達茂旗風光制氫與綠色靈活化工一體化綠氫制合成氨（綠氨）項目獲準予備案公示。6月22日，該項目開工。該項目由國家電投與清華海峽研究院共同投資，智慧能源（國核電力院）為EPC牽頭方。項目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市達爾罕茂明安聯(lián)合旗，主要包括200兆瓦風電、200兆瓦光伏，預計年發(fā)電量12.5億千瓦時；采用風光電解制氫，年制氫1.78萬噸；再以氫氣和氮氣為原料合成液氨產(chǎn)品，年產(chǎn)10萬噸。
該項目采用綠色靈活化工技術，能夠協(xié)同利用電制氫設備的靈活調(diào)節(jié)能力，將新能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為綠氫，進一步轉(zhuǎn)換為綠氨，為新能源向化工領域深度拓展和應用提供技術路徑，同時通過與電網(wǎng)進行電量交換解決新能源發(fā)電隨機波動難以消納難題，解決氫氣應用場景瓶頸。與其他可再生能源制氫項目相比，該項目將綠氫轉(zhuǎn)換為液氨可以有效降低產(chǎn)品的存儲和運輸成本，同時擴大綠色產(chǎn)品銷售與應用范圍。
7、赤峰市風光制綠氫綠氨一體化示范項目
3月28日，赤峰市人民政府與遠景科技集團舉行戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式。依據(jù)協(xié)議，遠景科技集團將在赤峰市建設風光制綠氫綠氨一體化示范項目，總投資約為400億元，預計2028年前建成投產(chǎn)。其中，該項目規(guī)劃年產(chǎn)152萬噸零碳工業(yè)氣體產(chǎn)品，一期項目將于兩年內(nèi)投產(chǎn)，成為全球首個零碳氫氨項目。
綠氫綠氨生產(chǎn)基地將為赤峰經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)區(qū)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)提供零碳氨、氫、氧、氮等工業(yè)氣體產(chǎn)品，削減園區(qū)碳排放量，依托零碳工業(yè)氣體產(chǎn)品優(yōu)勢及先進貯能型空分工藝，將元寶山化工園區(qū)打造成零碳化工園區(qū)。
8、國能阿拉善高新區(qū)百萬千瓦風光氫氨+基礎設施一體化低碳園區(qū)示范項目
5月5日，阿拉善盟2022春季全盟集中簽約，其中包含國能阿拉善高新區(qū)百萬千瓦風光氫氨+基礎設施一體化低碳園區(qū)示范項目。本項目通過風光氫氨一體化設計，依托高新區(qū)化工企業(yè)用能高、用氫（氨）多的現(xiàn)狀，為高新區(qū)提供新能源綠電，并進行綠氫、綠氨生產(chǎn)和供應。項目預計總投資額為人民幣137億元，其中氫氨項目投資人民幣13億元。
項目建成后每年產(chǎn)生新能源發(fā)電量47.59億千瓦時，年制氨70萬噸，分期實施一期制氨20萬噸，年制氫量4萬標方。項目可再生能源利用率達到94.73%。項目建成后，通過沙產(chǎn)業(yè)、新能源、氫氨工廠等多個項目，帶動就業(yè)人數(shù)約500人，生態(tài)修復面積達約2.5萬畝，每年減排二氧化碳約475萬噸，年利稅約2億元。
從這些項目簽約方看，國家電投、吉電股份、國家能源集團、京能集團等央國企仍占簽約主體，除此外，中國天楹和遠景科技也參與和主導了大筆投資在氫氨項目。從項目地來看，三北區(qū)域依舊是氫氨一體化項目中重鎮(zhèn)。
為什么要發(fā)展氨能源？
本世紀以來氨燃料的研發(fā)應用越來越受到重視。美國、加拿大、荷蘭、日本等國家的學者均在積極探索氨能的發(fā)展?jié)摿Α?004年起，美國每年舉行一次“氨學術交流會議”，2008年更是將會議主題定為“氨-美國能源獨立的關鍵”。
已有氫能，為什么要發(fā)展氨能？
第一，在防爆方面，氨（NH3）比氫（H2）更為安全。氫的燃點為570℃，爆炸極限為4％－75％，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍?－3m／s，而氨的燃點為650℃左右，爆炸極限為16％－25％，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為幾十厘米每秒。另外，氫無色無味，泄露過程中不容易發(fā)現(xiàn)，而氨具有刺激性氣味，在泄露初期更容易被發(fā)現(xiàn)解決。因此，在防爆方面，氨的使用比氫的使用具有更好的安全性。
第二，氨具有存儲優(yōu)勢。氫的臨界溫度為零下239.96℃，臨界壓力為1.32MPa。氫如果需要在常壓下保持液態(tài)形式，則需要將環(huán)境溫度繼續(xù)降至零下253℃，這不僅將耗費大量的能量制冷，并且由于內(nèi)外溫差大，氫的氣化不可避免，50立方米的儲氫罐一般會以每天0.4％的速度發(fā)生蒸發(fā); 氨的臨界溫度高達132.4℃，此時的臨界壓力也僅11.298MPa。
氨可以在8.58個大氣壓下、溫度為20℃的環(huán)境中以液態(tài)的方式儲存，也可以在常壓、溫度為－33℃的條件下儲存液氨。因此，氨的儲存比氫的儲存更簡單。
由于儲存壓力或儲存溫度較低，氨儲氣瓶的材料厚度（或提供強度或提供保溫）可遠低于氫儲氣瓶，因此氨儲氣瓶占總質(zhì)量比重低。另外，氨氣可以在常溫下加壓液化儲存，這能避免液氨氣化導致的氣體損失，從而極大地延長儲存時間，這是低溫液氫儲存不可能達到的工況。
第三，氨具有輸運優(yōu)勢。首先，氨的體積能量密度是液氫的兩倍。在同樣的容積內(nèi)，能夠輸送的氨能蘊含能量高一倍。另外，液氫的保存溫度非常低，這需要非常厚的保溫材料。因此儲存的氫氣大約是低溫儲存箱體總質(zhì)量的20％，體積占總箱體的50％。在實際運輸中，需要消耗許多額外的能量用于儲存罐的運輸。
第四，氨的基礎設施更為完備。氨是一種常用的化工用品，每年世界對氨的需求量為兩億噸左右，一個廣泛運用的氨輸送體系已經(jīng)存在，而氫運輸網(wǎng)絡尚處于制定標準的起步階段（氫能剛被列為2022年能源行業(yè)標準立項重點方向），以后還需要進行基礎設施建設。
氨的應用
從實驗室到工業(yè)化生產(chǎn)，科學家對合成氨技術探索了100多年。20世紀初，德國化學家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法，開啟了合成氨的大規(guī)模工業(yè)化進程?；谠摲椒ǎ么罅堪鄙a(chǎn)出的化肥，增加了全球糧食產(chǎn)量。
上世紀中期，比利時研究人員首先將氨作為燃料用于驅(qū)動汽車。美國航天局利用氧作為動力燃料開發(fā)研制了X-15型試驗飛機。俄羅斯發(fā)動機制造商Energomash公司正在研制以氨-乙炔混合物為燃料的新型發(fā)動機。瑞典ASEA公司設計了一臺200千瓦的液氨-液氧燃料電池用于驅(qū)動潛水艇。從上世紀六十年代開始，氨燃料從軍用到民用，正在逐漸地市場化。
日本、韓國的不少汽車公司也研發(fā)推出氨燃料汽車。日本更重視氨，是認為氨將對2050年前將實現(xiàn)碳中和舉足輕重。燃燒氨與化石燃料不同，它不排放使地球變暖的二氧化碳，而且比起化石燃料更容易運輸。液氨，也被捧為綠色燃料的潛在來源。
自福島核災難以來，日本幾乎沒有化石燃料儲備，而且核電能力也有限。綠氨聯(lián)合會執(zhí)行副總裁兼代表主任村崎茂說，“氨水是日本最便宜、最可行的選擇”。日本首相認為，“2040年以前”，氨可以產(chǎn)生日本電力需求的十分之一。2021年9月，沙特石油公司和日本能源智庫組織了一批40噸的藍色氨運往日本，在一個燃煤發(fā)電站和兩個小型燃氣輪機中進行實驗燃燒，這位研究氨能源提供了更好的數(shù)據(jù)來源。
此外，日本也高度重視氨燃料產(chǎn)業(yè)鏈布局。根據(jù)日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省公布的數(shù)據(jù)，到2030年，日本的發(fā)電用燃料中氫和氨將各占10%，到2050年，將在全球建成1億噸規(guī)模的氨供應鏈網(wǎng)絡。
綠氨=綠氫2.0
但是，這種氣體能否提供超越核能的能量，在很大程度上取決于未來的技術創(chuàng)新，尤其是因為目前大多數(shù)生產(chǎn)氨氣的方法本身都會排放二氧化碳。而在生態(tài)方面， “綠色”氨，由水、空氣和可持續(xù)電力的化學反應制造。
基于Haber-Bosch電化學體系，用綠氫和氮氣合成綠氨，是制備綠氨的重要途徑。利用電解水制氫技術，由太陽能、風能和潮汐能等可再生能源的電力產(chǎn)生綠電，通過電解槽裝置（堿性或質(zhì)子膜PEM 、AEM等）將水電解成氫氣和氧氣。
氫氣經(jīng)過凈化提純得到99.999%純度的綠氫，氮氣來自于PSA或空分，氫氣、氮氣按一定比例混合后進入氨合成反應器，在反應器內(nèi)部換熱后進入催化劑床層，并在催化劑的作用下反應，反應后的高溫氣體經(jīng)過空冷器、水冷器、冷交換器、氨冷器進行冷卻后，進入高壓氨分分離液氨；再將液氨送入罐區(qū)液氨儲罐中儲存。
近年來，能源資本開始大舉進入綠氨行業(yè)。據(jù)調(diào)查，發(fā)動機企業(yè)康明斯、氫燃料電池龍頭企業(yè)普拉格等都開始打造氨氫供應鏈。
2020年，印度大型光伏企業(yè)攜手可持續(xù)發(fā)展解決方案提供者南京凱普索建立世界上首個綠色氨項目。該項目每年利用可再生能源生產(chǎn)超過1500噸綠氨，同時可每年減少CO2排放約6240噸。
2021年,全球最大氨生產(chǎn)商挪威Yara國際公司與挪威可再生能源巨頭Statkraft以及可再生能源投資公司AkerHorizons宣布要在挪威建立歐洲第一個大規(guī)模的綠色氨項目。
當前，全球已邁入"氨=氫2.0" 時代，綠電、綠氫、綠氨更是大勢所趨。中國布局氫能源研發(fā)也是能源戰(zhàn)略上的重要組成部分。我國對氨能源研究起步較晚、實際應用中難免產(chǎn)生氮氧化物、氨氣單獨燃燒效果較差、合成氨工業(yè)耗能巨大；但是我們一直沒有停止在這方面的技術探索。
2021年12月10日，福州大學、北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司、紫金礦業(yè)集團股份有限公司在福州舉行綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項目戰(zhàn)略合作簽約，成立合資公司，創(chuàng)建國內(nèi)首家“氨-氫能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺”，圍繞“氨-氫”綠色能源重大技術開展深度合作，加快推動科技成果轉(zhuǎn)化。福州大學江莉龍研發(fā)團隊率先實現(xiàn)了新型的低溫“氨分解制氫”催化劑的產(chǎn)業(yè)化，探索了以氨為氫能載體的顛覆傳統(tǒng)高壓儲氫方式，為發(fā)展“氨-氫”綠色能源產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎。
2022年1月4日，寧夏工信廳同意由寧夏電投太陽山能源有限公司牽頭，聯(lián)合寧夏慶華煤化集團有限公司、寧夏和寧化學有限公司、北京漢氫科技有限公司、廈門大學、銀川能源學院、寧夏氨氫研究院等區(qū)內(nèi)外氨氫產(chǎn)業(yè)企業(yè)、院校、科研院所，共同組建寧夏氨氫產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
9月17日，在國家能源局等4部委與北京市人民政府聯(lián)合主辦的“2022全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇”上國家能源局局長章建華表示，積極探索綠氫、甲醇、氨能等替代化石能源的新方式、新途徑。通過能源消費體系的升級換代，帶動生產(chǎn)生活方式全面綠色轉(zhuǎn)型。
伴隨著“氨-氫”綠色能源項目的不斷推進，有望解開產(chǎn)業(yè)的諸多難題，氨能源也將迎來更多的應用場景。
原標題：9大項目新增430萬噸/年產(chǎn)能！它為啥是新能源“下一站天后”？
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