文章導(dǎo)讀

2021 年 8 月 25 日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部的機(jī)械材料研究院發(fā)布消息，稱(chēng)開(kāi)發(fā)出了一種在常溫常壓下利用可再生能源生產(chǎn)氨的創(chuàng)新工藝。這是一種零碳排放的氨生產(chǎn)工藝，這項(xiàng)技術(shù)有望在未來(lái)為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)做出巨大貢獻(xiàn)。

氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。市場(chǎng)上約有 80% 的氨用于化學(xué)肥料生產(chǎn)，20% 為其它化工產(chǎn)品原料。目前全球合成氨技術(shù)以哈伯法（harber-bosch method）為主，即以氫氣（由天然氣或煤炭等化石能源而來(lái)）和大氣中的氮?dú)鉃榉磻?yīng)物，在高溫高壓條件下使用催化劑生成氨。哈伯法生產(chǎn)氨消耗了全球約 1.8% 的能源，而在此過(guò)程中排放的二氧化碳也占全球二氧化碳總排放量的 1.8%。

2021 年 8 月 25 日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部的機(jī)械材料研究院發(fā)布消息，稱(chēng)開(kāi)發(fā)出了一種在常溫常壓下利用可再生能源生產(chǎn)氨的創(chuàng)新工藝。這是一種零碳排放的氨生產(chǎn)工藝，這項(xiàng)技術(shù)有望在未來(lái)為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)做出巨大貢獻(xiàn)。

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利用可再生能源生產(chǎn)氨的創(chuàng)新工藝

上述工藝是一種綠色合成氨等離子體催化劑集成系統(tǒng)：利用大氣中的氮和水，通過(guò)等離子體催化劑集成系統(tǒng)生產(chǎn)合成氨的環(huán)保方法。這個(gè)過(guò)程不使用任何化石燃料，是一種可以產(chǎn)生“綠色氨”與零碳排放的技術(shù)，它能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)量比現(xiàn)有電化學(xué)氨生產(chǎn)技術(shù)高出 300-400 倍，被認(rèn)為是 haber-bosch 法的主要替代方式。

與現(xiàn)有氨生產(chǎn)法對(duì)高溫高壓的需求不同，此法中水和氮的反應(yīng)發(fā)生在常溫常壓條件下。另外，氨生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物 —— 硝酸鹽溶液，還可作為農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)液和氧化劑使用。

未來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)開(kāi)發(fā)規(guī)模化和商業(yè)化技術(shù)來(lái)降低氨的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還打算與國(guó)內(nèi)外工程公司合作，將他們的成果擴(kuò)大到合成氨工廠(chǎng)，尤其是運(yùn)行條件為常溫常壓的中小型工廠(chǎng)。

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全球已有多家公司計(jì)劃投資綠氨項(xiàng)目

在全球碳減排大環(huán)境下，各國(guó)企業(yè)在綠氨方面均做了大量的研究工作，有的項(xiàng)目已經(jīng)邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。這些企業(yè)包括能源公司、石化和化工公司以及投資公司，且多數(shù)新項(xiàng)目均為合資合作。

目前，與綠氨的項(xiàng)目有關(guān)的公司梳理如下：

化信觀點(diǎn)

中國(guó) 2030 年碳達(dá)峰和 2060 年碳中和目標(biāo)已確定，碳減排壓力巨大。我國(guó)石化和化工行業(yè)能源消費(fèi)量達(dá) 4.2 億噸標(biāo)煤，約占到全國(guó)消費(fèi)總量的 8.4%；我國(guó)石化和化工行業(yè)每年的 co? 排放量達(dá)到 11 億噸左右，約占全國(guó)排放總量的 10%。

2020 年我國(guó)合成氨行業(yè)二氧化碳 (co?) 的排放量占石化和化工行業(yè)排放總量的 19.9%，屬于相關(guān)子行業(yè)中的高碳排放行業(yè)。市場(chǎng)上 75% 的合成氨生產(chǎn)需以煤炭為原料，生產(chǎn) 1 噸合成氨，煤頭路線(xiàn) co? 排放約為 4.2 噸，天然氣頭路線(xiàn)約為 2.04 噸。

未來(lái)，合成氨需求仍將呈上升趨勢(shì)，而化石能源減排任務(wù)艱巨。在“雙碳”大背景下，合成氨企業(yè)可重點(diǎn)關(guān)注利用可再生能源生產(chǎn)綠氨的新技術(shù)新進(jìn)展，以期在綠色可持續(xù)發(fā)展方面找到新的藍(lán)海。

來(lái)源 | 中國(guó)化信咨詢(xún)

作者 | 陳麗

編輯 | 匡宋堯