分析|氨能源進(jìn)入新能源“戰(zhàn)場”有望成為氫能2.0
氨能源是一種以氨為基礎(chǔ)的新能源,旨在用無碳化合物代替化石燃料來減少排放,是一種清潔能源。氨的特點(diǎn)在于其可完全由可再生能源(如水、電、空氣)生產(chǎn),在內(nèi)燃機(jī)燃燒的氨,沒有硫氧化物、二氧化碳、顆粒物的排放, 氮氧化物也能通過廣泛應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理的SCR系統(tǒng)減排或移除。可以說氨是一種低碳、無污染、環(huán)境友好型能源。不僅如此,價(jià)格相對(duì)低廉,低空燃比,安全性高也是氨的特點(diǎn)。
根據(jù)2021年發(fā)布的《世界能源展望》,自前工業(yè)化時(shí)代以來,全球氣溫上升了1.1攝氏度,地球達(dá)到了一萬一千多年來的氣溫峰值。按照這個(gè)速度,到2030年,全球氣溫升幅將超過1.5攝氏度,并在2100年達(dá)到2.6攝氏度,其后果不堪設(shè)想。化石燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳所占比重最大,是最主要的人為溫室氣體,如不盡快采取實(shí)質(zhì)行動(dòng),大氣中二氧化碳濃度將會(huì)超過450ppm的警戒值,到21世紀(jì)末全球溫升將超過4攝氏度,對(duì)人類生存將構(gòu)成重大威脅。同時(shí)隨著人口增長和城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速發(fā)展,全球化石能源資源有限,開發(fā)成本不斷增大,保障全球能源供應(yīng)面臨巨大壓力。而我國國情多煤少油,煤炭發(fā)電占比居高不下,石油依存度不斷上升,加快發(fā)展清潔能源成必然趨勢。
如果真要尋求一艘“諾亞方舟”去承載“零碳社會(huì)”的千年夢(mèng)想,神奇的“氨”就是這樣的一種奇妙物質(zhì)。氨是除氫以外最宜生產(chǎn)的可再生燃料,具有極其重要的戰(zhàn)略資源價(jià)值。氨可由水中的氫和空氣中的氮合成,并在氨燃料電池或氨內(nèi)燃機(jī)或氧化燃燒時(shí)還原為水和空氣。在目前普遍采用的工業(yè)化合成氨生產(chǎn)中,所需的氮可自空氣中直接獲得。而氫的來源則為天然氣、煤炭、石油、生物質(zhì)及水。隨著未來天然氣的供不應(yīng)求,氫的來源勢必漸以煤、生物質(zhì)和水為主,并最終依賴生物質(zhì)與水。制氨所需的能源也勢必從目前的化石能源(包括石油、天然氣、煤炭等)及物理能(包括光、水力、風(fēng)力、溫差、核變等)最終走向只依賴物理能(特別是自然能),必然走向風(fēng)光核分布式制氨的光輝道路。
在2021中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)上,中國汽車工程學(xué)會(huì)理事長、中國工程院院士、清華大學(xué)教授李駿發(fā)表了題為《Autonomy 2.0與Ammonia=Hydrogen2.0》的主旨報(bào)告。他認(rèn)為,全球已進(jìn)入“氨=氫2.0”時(shí)代,氫能產(chǎn)業(yè)要準(zhǔn)備向氨方向發(fā)展。李俊院士指出,氫動(dòng)力重型商用車面臨的挑戰(zhàn)包括熱管理、氫負(fù)荷、加氫時(shí)間、換氫站間距、加氫標(biāo)準(zhǔn)、氫成本等。那么,如何解決這些挑戰(zhàn),李俊院士表示,目前無碳燃料有氫和氨兩種,將氫和氨融入新能源汽車可能是未來的一個(gè)重要方向。
使用氨氣代替氫氣作為燃料汽車的能量來源,一方面,氨基鈉可以將氫氣和氮?dú)廨p松地分離,成本很低,另一方面,氨氣的儲(chǔ)存運(yùn)輸更便利,氨不需要冷卻到極端溫度就可以液化,在常溫下加壓即可使其液化,所以運(yùn)輸和儲(chǔ)存都更方便,不像氫氣那樣液化的難度更大。而且比液態(tài)氫具有更高的能量密度,液態(tài)氨的熱值高達(dá)3195.0-3862.3千卡/立方米,看起來,它代替氫氣是可行的。數(shù)據(jù)顯示,全球合成氨年產(chǎn)量2億噸,我國合成氨年產(chǎn)量5000-6000萬噸,占全球產(chǎn)量的25-30%。全球氨聯(lián)盟預(yù)測“氨是未來綠色能源的贏家”,是真正的零碳燃料,能量密度高,易液化,儲(chǔ)運(yùn)方便,基礎(chǔ)設(shè)施完善。
原文標(biāo)題 : 分析|氨能源進(jìn)入新能源“戰(zhàn)場”有望成為氫能2.0
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