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9大項(xiàng)目新增430萬(wàn)噸/年產(chǎn)能!它為啥是新能源“下一站天后”?
日期:2022-09-29   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
9月23日晚間,吉電股份發(fā)布公告稱,公司日前收到吉林省發(fā)改委通知,大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項(xiàng)目取得核準(zhǔn)(備案)。這一總投資63.32億元,建設(shè)地點(diǎn)位于吉林省大安市兩家子鎮(zhèn)、樂(lè)勝鄉(xiāng)、海坨鄉(xiāng)、吉林西部(大安)清潔能源化工產(chǎn)業(yè)園。該項(xiàng)目將建設(shè)風(fēng)電項(xiàng)目700MW,光伏項(xiàng)目100MW,新建一座220千伏升壓站,配套40MW/80MWh儲(chǔ)能,新建制氫、儲(chǔ)氫及18萬(wàn)噸合成氨裝置。

國(guó)內(nèi)的氫氨一體化項(xiàng)目


除了這一項(xiàng)目國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始有數(shù)個(gè)氫氨一體化項(xiàng)目簽約或備案:

1、通遼千萬(wàn)千瓦級(jí)儲(chǔ)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(guó)投資協(xié)會(huì)、中國(guó)天楹共同簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》,三方圍繞通遼千萬(wàn)千瓦級(jí)儲(chǔ)氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園建設(shè)達(dá)成戰(zhàn)略合作,該項(xiàng)目包括風(fēng)力發(fā)電6GW、光伏發(fā)電4GW,重力儲(chǔ)能2GWH,綠氫5萬(wàn)噸/年,綠氨30萬(wàn)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(diǎn)打造重力儲(chǔ)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(chǔ)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(fēng)光儲(chǔ)氫制綠氨項(xiàng)目

8月14日,北京能源國(guó)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(fēng)光儲(chǔ)氫制綠氨項(xiàng)目合作開(kāi)發(fā)框架協(xié)議。項(xiàng)目建成后,預(yù)計(jì)電解制氫規(guī)模日產(chǎn)300噸,年產(chǎn)綠氨規(guī)模達(dá)60萬(wàn)噸,將實(shí)現(xiàn)資源集約開(kāi)發(fā),拓展新能源利用新途徑、新模式、新場(chǎng)景,推動(dòng)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(jí)。

3、烏拉特風(fēng)光氫氨一體化項(xiàng)目

7月12日,國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華投資蒙西公司烏拉特中旗甘其毛都口岸加工園區(qū)風(fēng)光氫氨一體化新型示范項(xiàng)目獲備案。該項(xiàng)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(jì)劃總投資23億元,配套規(guī)劃新能源裝機(jī)容量110萬(wàn)千瓦,其中風(fēng)電80萬(wàn)千瓦,光伏30萬(wàn)千瓦。

項(xiàng)目利用風(fēng)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(wàn)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(shí),年產(chǎn)一噸氨約耗標(biāo)煤164千克,排放二氧化碳0.54噸,預(yù)計(jì)每年可節(jié)約等價(jià)值標(biāo)煤10.92萬(wàn)噸,能源消耗量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)化石能源制氫。

4、烏拉特后旗綠氨技術(shù)有限公司30萬(wàn)噸綠氫合成氨項(xiàng)目

3月11日,烏拉特后旗綠氨技術(shù)有限公司30萬(wàn)噸綠氫合成氨項(xiàng)目獲準(zhǔn)予備案公示。該項(xiàng)目將建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)噸綠氫合成氨生產(chǎn)線。

5、達(dá)茂旗綠氨技術(shù)有限公司綠氫合成氨項(xiàng)目

3月15日,達(dá)茂旗綠氨技術(shù)有限公司綠氫合成氨項(xiàng)目獲準(zhǔn)予備案公示。該項(xiàng)目將建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)噸綠氫合成氨生產(chǎn)線。

6、達(dá)茂旗風(fēng)光制氫與綠色靈活化工一體化綠氫制合成氨(綠氨)項(xiàng)目

3月18日,包頭市達(dá)茂旗風(fēng)光制氫與綠色靈活化工一體化綠氫制合成氨(綠氨)項(xiàng)目獲準(zhǔn)予備案公示。6月22日,該項(xiàng)目開(kāi)工。該項(xiàng)目由國(guó)家電投與清華海峽研究院共同投資,智慧能源(國(guó)核電力院)為EPC牽頭方。項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗,主要包括200兆瓦風(fēng)電、200兆瓦光伏,預(yù)計(jì)年發(fā)電量12.5億千瓦時(shí);采用風(fēng)光電解制氫,年制氫1.78萬(wàn)噸;再以氫氣和氮?dú)鉃樵虾铣梢喊碑a(chǎn)品,年產(chǎn)10萬(wàn)噸。

該項(xiàng)目采用綠色靈活化工技術(shù),能夠協(xié)同利用電制氫設(shè)備的靈活調(diào)節(jié)能力,將新能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為綠氫,進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為綠氨,為新能源向化工領(lǐng)域深度拓展和應(yīng)用提供技術(shù)路徑,同時(shí)通過(guò)與電網(wǎng)進(jìn)行電量交換解決新能源發(fā)電隨機(jī)波動(dòng)難以消納難題,解決氫氣應(yīng)用場(chǎng)景瓶頸。與其他可再生能源制氫項(xiàng)目相比,該項(xiàng)目將綠氫轉(zhuǎn)換為液氨可以有效降低產(chǎn)品的存儲(chǔ)和運(yùn)輸成本,同時(shí)擴(kuò)大綠色產(chǎn)品銷售與應(yīng)用范圍。

7、赤峰市風(fēng)光制綠氫綠氨一體化示范項(xiàng)目


3月28日,赤峰市人民政府與遠(yuǎn)景科技集團(tuán)舉行戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式。依據(jù)協(xié)議,遠(yuǎn)景科技集團(tuán)將在赤峰市建設(shè)風(fēng)光制綠氫綠氨一體化示范項(xiàng)目,總投資約為400億元,預(yù)計(jì)2028年前建成投產(chǎn)。其中,該項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)152萬(wàn)噸零碳工業(yè)氣體產(chǎn)品,一期項(xiàng)目將于兩年內(nèi)投產(chǎn),成為全球首個(gè)零碳?xì)浒表?xiàng)目。

綠氫綠氨生產(chǎn)基地將為赤峰經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)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(shì)及先進(jìn)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(guó)能阿拉善高新區(qū)百萬(wàn)千瓦風(fēng)光氫氨+基礎(chǔ)設(shè)施一體化低碳園區(qū)示范項(xiàng)目

5月5日,阿拉善盟2022春季全盟集中簽約,其中包含國(guó)能阿拉善高新區(qū)百萬(wàn)千瓦風(fēng)光氫氨+基礎(chǔ)設(shè)施一體化低碳園區(qū)示范項(xiàng)目。本項(xiàng)目通過(guò)風(fēng)光氫氨一體化設(shè)計(jì),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(jìn)行綠氫、綠氨生產(chǎn)和供應(yīng)。項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資額為人民幣137億元,其中氫氨項(xiàng)目投資人民幣13億元。

項(xiàng)目建成后每年產(chǎn)生新能源發(fā)電量47.59億千瓦時(shí),年制氨70萬(wàn)噸,分期實(shí)施一期制氨20萬(wàn)噸,年制氫量4萬(wàn)標(biāo)方。項(xiàng)目可再生能源利用率達(dá)到94.73%。項(xiàng)目建成后,通過(guò)沙產(chǎn)業(yè)、新能源、氫氨工廠等多個(gè)項(xiàng)目,帶動(dòng)就業(yè)人數(shù)約500人,生態(tài)修復(fù)面積達(dá)約2.5萬(wàn)畝,每年減排二氧化碳約475萬(wàn)噸,年利稅約2億元。

從這些項(xiàng)目簽約方看,國(guó)家電投、吉電股份、國(guó)家能源集團(tuán)、京能集團(tuán)等央國(guó)企仍占簽約主體,除此外,中國(guó)天楹和遠(yuǎn)景科技也參與和主導(dǎo)了大筆投資在氫氨項(xiàng)目。從項(xiàng)目地來(lái)看,三北區(qū)域依舊是氫氨一體化項(xiàng)目中重鎮(zhèn)。

為什么要發(fā)展氨能源?

本世紀(jì)以來(lái)氨燃料的研發(fā)應(yīng)用越來(lái)越受到重視。美國(guó)、加拿大、荷蘭、日本等國(guó)家的學(xué)者均在積極探索氨能的發(fā)展?jié)摿Α?004年起,美國(guó)每年舉行一次“氨學(xué)術(shù)交流會(huì)議”,2008年更是將會(huì)議主題定為“氨-美國(guó)能源獨(dú)立的關(guān)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(diǎn)為570℃,爆炸極限為4%-75%,火焰?zhèn)鞑ニ俣仍?-3m/s,而氨的燃點(diǎn)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(wú)色無(wú)味,泄露過(guò)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(chǔ)優(yōu)勢(shì)。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(fèi)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(chǔ)氫罐一般會(huì)以每天0.4%的速度發(fā)生蒸發(fā); 氨的臨界溫度高達(dá)132.4℃,此時(shí)的臨界壓力也僅11.298MPa。

氨可以在8.58個(gè)大氣壓下、溫度為20℃的環(huán)境中以液態(tài)的方式儲(chǔ)存,也可以在常壓、溫度為-33℃的條件下儲(chǔ)存液氨。因此,氨的儲(chǔ)存比氫的儲(chǔ)存更簡(jiǎn)單。

由于儲(chǔ)存壓力或儲(chǔ)存溫度較低,氨儲(chǔ)氣瓶的材料厚度(或提供強(qiáng)度或提供保溫)可遠(yuǎn)低于氫儲(chǔ)氣瓶,因此氨儲(chǔ)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(chǔ)存,這能避免液氨氣化導(dǎo)致的氣體損失,從而極大地延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間,這是低溫液氫儲(chǔ)存不可能達(dá)到的工況。


第三,氨具有輸運(yùn)優(yōu)勢(shì)。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(yùn)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(chǔ)存的氫氣大約是低溫儲(chǔ)存箱體總質(zhì)量的20%,體積占總箱體的50%。在實(shí)際運(yùn)輸中,需要消耗許多額外的能量用于儲(chǔ)存罐的運(yùn)輸。

第四,氨的基礎(chǔ)設(shè)施更為完備。氨是一種常用的化工用品,每年世界對(duì)氨的需求量為兩億噸左右,一個(gè)廣泛運(yùn)用的氨輸送體系已經(jīng)存在,而氫運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)尚處于制定標(biāo)準(zhǔn)的起步階段(氫能剛被列為2022年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)重點(diǎn)方向),以后還需要進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

氨的應(yīng)用

從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化生產(chǎn),科學(xué)家對(duì)合成氨技術(shù)探索了100多年。20世紀(jì)初,德國(guó)化學(xué)家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法,開(kāi)啟了合成氨的大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程。基于該方法,用大量氨生產(chǎn)出的化肥,增加了全球糧食產(chǎn)量。

上世紀(jì)中期,比利時(shí)研究人員首先將氨作為燃料用于驅(qū)動(dòng)汽車。美國(guó)航天局利用氧作為動(dòng)力燃料開(kāi)發(fā)研制了X-15型試驗(yàn)飛機(jī)。俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。瑞典ASEA公司設(shè)計(jì)了一臺(tái)200千瓦的液氨-液氧燃料電池用于驅(qū)動(dòng)潛水艇。從上世紀(jì)六十年代開(kāi)始,氨燃料從軍用到民用,正在逐漸地市場(chǎng)化。

日本、韓國(guó)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(rèn)為氨將對(duì)2050年前將實(shí)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(yùn)輸。液氨,也被捧為綠色燃料的潛在來(lái)源。

自福島核災(zāi)難以來(lái),日本幾乎沒(méi)有化石燃料儲(chǔ)備,而且核電能力也有限。綠氨聯(lián)合會(huì)執(zhí)行副總裁兼代表主任村崎茂說(shuō),“氨水是日本最便宜、最可行的選擇”。日本首相認(rèn)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(kù)組織了一批40噸的藍(lán)色氨運(yùn)往日本,在一個(gè)燃煤發(fā)電站和兩個(gè)小型燃?xì)廨啓C(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)燃燒,這位研究氨能源提供了更好的數(shù)據(jù)來(lái)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(jì)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(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。

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(lái)的技術(shù)創(chuàng)新,尤其是因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)生產(chǎn)氨氣的方法本身都會(huì)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(xué)反應(yīng)制造。

基于Haber-Bosch電化學(xué)體系,用綠氫和氮?dú)夂铣删G氨,是制備綠氨的重要途徑。利用電解水制氫技術(shù),由太陽(yáng)能、風(fēng)能和潮汐能等可再生能源的電力產(chǎn)生綠電,通過(guò)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(guò)凈化提純得到99.999%純度的綠氫,氮?dú)鈦?lái)自于PSA或空分,氫氣、氮?dú)獍匆欢ū壤旌虾筮M(jìn)入氨合成反應(yīng)器,在反應(yīng)器內(nèi)部換熱后進(jìn)入催化劑床層,并在催化劑的作用下反應(yīng),反應(yīng)后的高溫氣體經(jīng)過(guò)空冷器、水冷器、冷交換器、氨冷器進(jìn)行冷卻后,進(jìn)入高壓氨分分離液氨;再將液氨送入罐區(qū)液氨儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存。

近年來(lái),能源資本開(kāi)始大舉進(jìn)入綠氨行業(yè)。據(jù)調(diào)查,發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)康明斯、氫燃料電池龍頭企業(yè)普拉格等都開(kāi)始打造氨氫供應(yīng)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(gè)綠色氨項(xiàng)目。該項(xiàng)目每年利用可再生能源生產(chǎn)超過(guò)1500噸綠氨,同時(shí)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(guó)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(gè)大規(guī)模的綠色氨項(xiàng)目。

當(dāng)前,全球已邁入"氨=氫2.0" 時(shí)代,綠電、綠氫、綠氨更是大勢(shì)所趨。中國(guó)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(guó)對(duì)氨能源研究起步較晚、實(shí)際應(yīng)用中難免產(chǎn)生氮氧化物、氨氣單獨(dú)燃燒效果較差、合成氨工業(yè)耗能巨大;但是我們一直沒(méi)有停止在這方面的技術(shù)探索。

2021年12月10日,福州大學(xué)、北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司在福州舉行綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目戰(zhàn)略合作簽約,成立合資公司,創(chuàng)建國(guó)內(nèi)首家“氨-氫能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)”,圍繞“氨-氫”綠色能源重大技術(shù)開(kāi)展深度合作,加快推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化。福州大學(xué)江莉龍研發(fā)團(tuán)隊(duì)率先實(shí)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(chǔ)氫方式,為發(fā)展“氨-氫”綠色能源產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2022年1月4日,寧夏工信廳同意由寧夏電投太陽(yáng)山能源有限公司牽頭,聯(lián)合寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司、寧夏和寧化學(xué)有限公司、北京漢氫科技有限公司、廈門大學(xué)、銀川能源學(xué)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(guó)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(guó)家能源局局長(zhǎng)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(guò)能源消費(fèi)體系的升級(jí)換代,帶動(dòng)生產(chǎn)生活方式全面綠色轉(zhuǎn)型。

伴隨著“氨-氫”綠色能源項(xiàng)目的不斷推進(jìn),有望解開(kāi)產(chǎn)業(yè)的諸多難題,氨能源也將迎來(lái)更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

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