制氢|制氮|制氧|气体设备|气体纯化|气体回收|混合配气
 
今天是
 
新闻搜索
 
最新新闻
1  碱性水电解制氢技术与
2  氢、氮、氩气体设备技
3  碱性水电解制氢技术
4  水电解制氢生产规划及
5  碱性水电解制氢技术
6  绿氢、绿氨、绿色甲醇
7  非化工园区制氢
8  储能相关国家标准
9  电解槽企业名单
10  2023电解槽企业下
热门新闻
 通用阀门材料及常用技 54646
 水电解制氢设备术语和 28091
 燃料电池产业 24281
 蓝宝石生产和用途 20893
 六、氢气储存 19294
 氘气的物理性质、指标 17861
 世界八大气体公司 15552
 纯氧对人体的危害 15209
 超纯、洁净管要求、生 14862
 氩弧焊优点和缺点 14702
新闻中心  
氢氨联动
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2023/4/30 9:31:24 阅读:112次 【字体:
 

“氢氨联动”
关键词:NH3、氢氨燃气轮机、氢氨+新能源、NH3作为脱碳燃料
描述:氨是一种零碳化合物,同时能量密度很高,是液氢的1.5倍,氨(NH3)作为一种零碳燃料和氢能载体经历了各种发展和环境变化。人们对NH3的兴趣日益高涨。天然的储氢介质,便于安全运输,可解决氢能的存储和运输难题。氨的液化温度只有零下33摄氏度,非常容易液化。,氢的液化温度则需降至零下253摄氏度左右,无论是采用车辆运输还是管道运输,液氨的难度都相对更低。“氢氨路线”成为目前推动氢能产业发展的热点之一。

“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。
“新能源发电具有随机性、间歇性和波动性特点,为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题,新型电力系统必须有长期储能的技术解决方案,‘氢氨+新能源’是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。目前在交通领域,氢氨与柴油的PK时机已经到来。”上海电机学院教授张华在日前召开的“新型电力系统沙龙”上表示。
业内认为,氨既可以作为储氢介质,同时也是相对廉价的零碳燃料,氢氨结合是理想的发展方向之一,对我国实现碳达峰碳中和目标具有重要意义,氢氨燃气轮机发电、氢氨储运技术等也将随之迎来发展机遇。
满足大规模储能需求
据介绍,氨是一种零碳化合物,同时能量密度很高,是液氢的1.5倍,因此,是天然的储氢介质,便于安全运输,可解决氢能的存储和运输难题。在化学性质方面,氨的液化温度只有零下33摄氏度,非常容易液化。与之相比,氢的液化温度则需降至零下253摄氏度左右,无论是采用车辆运输还是管道运输,液氨的难度都相对更低。
基于此,“氢氨路线”成为目前推动氢能产业发展的热点之一。张华认为,“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。
张华表示,为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题,电网需要储能,特别是要有长时储能的技术解决方案。目前成熟的抽水蓄能和电化学技术,在充分发展的前提下,可以满足短时储能的需求,而对于长时间、季节性、大规模的储能需求,氢氨是一个可行的技术方向。
“随着技术迭代和产业发展,制氢成本将迎来快速下降。但氢面临的储运难题是由其物理性质决定的,很难有技术把它做得很好。而氨在常温和低压下就可以是液态。如今,西部地区不少新能源开发项目把氢做成氨,实现了电-氢-氨化产业的有效联通。”张华进一步表示。
氢氨燃气轮机支撑大电网供电
使用NH3作为脱碳燃料进行发电的行动终于要开始了。

日本最大的发电公司——株式会社JERA于2020年10月制定了“JERA零排放2050”的目标。在实现这一目标的路线图中,JERA公布了在其碧南燃煤电厂(爱知县;总输出410万kW)实施NH3混烧发电的计划。之后,为实现该计划,JERA在电厂4号机组(输出:100万kW)开始安装用于实施NH3混烧的相关设备和设施,并从2022年10月开始,在相邻的5号机组(输出:1000万kW)进行了初步混烧试验。经过如上准备工作,JERA于2022年5月宣布,提前初步计划于2023财年启动实证发电(NH3的混烧率:20%)。该实证发电计划于年内开始。

为采购本次NH3混烧实证发电所需的NH3,JERA于2022年2月启动了一项国际公开招标,作为2027-2040年的长期合同,每年采购高达50万吨绿氨或蓝氨燃料。对此有超过40个投标,JERA于2023年1月宣布,将从所有提案中选择以下两个标的,并考虑以下合作:
1.①从美国CF Industries公司采购燃料氨。除此之外,还将参与CF Industries在美国墨西哥湾沿岸正在研究开发的年产能超过100万吨的蓝氨生产项目计划。
2.②从挪威Yara International ASA(“Yara”)的子公司——Yara Clean Ammonia Norge AS(“YCA”)采购燃料氨。除此之外,还将参与YCA在美国墨西哥湾沿岸研究开发的年产能超过100万吨的蓝氨生产计划。
其他电力公司和自产企业也正在考虑燃煤发电中的NH3混烧以及燃料氨的联合采购。
此外,以燃煤发电脱碳为目标的NH3混烧也引起了拥有众多燃煤电厂、资源环境与日本相似的韩国和东南亚国家的关注,而这些国家也开始着手实施NH3混烧。
受人们对用于发电燃料的零碳NH3的需求日益高涨的影响,日本商社也致力于构建供应体系。以下仅举几个例子,例如,据悉三井物产株式会社将与全球最大的NH3生产商——美国CF Industries Holding合作,研究在墨西哥湾沿岸新建年产能为100-140万吨的蓝氨工厂,计划于2027年投产。此外,除了参加利用美国企业拥有的NH3生产设施和CO2运输、储存技术的蓝氨供应项目之外,三菱商事株式会社于2023年3月宣布,将与德国能源巨头RWE集团、韩国乐天化学展开合作,在美国每年生产高达1000万吨零碳NH3,并构建一个国际供应网络。其他的大型商社也在积极致力于确保零碳NH3,其中,伊藤忠商事株式会社等致力于构建一个作为国际间海上运输船燃料的NH3供应链,这将在后面进行详细介绍。
在未来的能源系统中,氢氨的应用前景主要有两方面,其一是在交通领域,氢氨可作为燃料为使用混合动力系统的交通工具提供电能;其二是在电力领域,氢氨作为燃料和储能,为电网提供调峰、调频、惯量等服务。
2NH3作为国际海运脱碳的一种手段
在海运领域,NH3作为一种能够实现国际海上运输脱碳的船舶用燃料也备受关注。在此背景下,制定该领域GCG(温室气体)排放规定的IMO(国际海事组织)通过并决定了“到2050年将船舶的GHG排放量减少50%”的“GHG减排战略”(2018年4月)。据称,这些排放法规很有可能在不久的将来进一步收紧。NH3和氢气作为合规所必需的脱碳燃料正在引起国际关注。特别是,NH3被认为适合作为用于大量、长距离海上运输的船舶的脱碳燃料。对此,IEA(国际能源署)宣布,据预测,到2050年,NH3和氢气将分别取代46%和17%的承担国际海运的船舶燃料。
因此,不仅是日本,挪威、德国等国家也正在开发以NH3为燃料的船用发动机、燃料电池和船舶本身。在日本,日本邮船株式会社开发了一种以NH3为燃料的沿海船只(拖船),并计划于2024年在横滨开始运营。同时,株式会社商船三井正与三井E&S造船株式会社等合作,着手开发以NH3为燃料的中型(载重量:约40,000m3)远洋液化气运输船(LPG兼氨气运输船),目标在2026年左右投入使用。
世界各地也正在计划为国际海运船舶建造氢和NH3燃料供应基础设施(燃料设施),在欧洲的荷兰和德国的国际港口,以及在亚洲,新加坡等国际港口都在努力。除此之外,最近,苏伊士运河的周边国家以及印度、澳大利亚等国家也正在出现与燃料设施相关的零碳NH3和氢气生产计划的相关概念。
3全球正在实施的零碳NH3生产计划
如上所述,随着全球对NH3作为脱碳燃料的兴趣与日俱增,在拥有生产蓝氨和绿氨所需资源的地区,许多兼顾本地消费以及海外出口的零碳NH3生产项目的计划正相继涌现。这样的项目计划,除了目前的美国墨西哥湾沿岸地区、中东各国、澳大利亚、智利等地区之外,加拿大、印度、南美、非洲、地中海沿岸各国,以及马来西亚、印度尼西亚、越南等东南亚各国等,几乎遍布全球各地,由此也可以感受到人们对零碳NH3的兴趣正日益浓厚。
近期,除了壳牌和沙特阿美较早对氢气和NH3表现出兴趣外,埃克森美孚、雪佛龙、道达尔能源(TotalEnergies)、英国石油公司(bp)等“石油巨头”也纷纷参与了NH3和氢气的供应计划,让人感受到时代的变化。
“氨可作为燃机燃料进行发电,燃机高效且占地面积小,燃料灵活、余热利用率高,可助力能源结构全面转型。而在交通领域,氨可作为微燃机的燃料,为使用混合动力的交通工具提供电能。由于氨的能量密度比其它无碳的能量形式都高,氨燃机混合驱动的运载工具将为交通领域脱碳提供另一条可行的技术路线。”张华表示。
中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌强调,“双碳”目标下,电力结构将从以化石能源为主转向新能源占比逐渐提高,在此过程中,电力系统的整体形态、组织方式、交易方式都在发生系统性变革,关键产业的技术路径选择十分重要。氢能作为新兴的能源形态,尽管目前在传统电力系统中占比非常小,但碳达峰后,随着碳约束的加强,氢能在新型电力系统中将有很大的发挥空间,通过重型燃气机组发电,可为氢的应用场景提供更多视角和解决路径。
在大电网供电方面,张华指出,利用地下盐洞、溶洞进行氢气储存和利用管道进行大规模运输,具备低成本、经济可行等优势,加上重型燃机的大规模发电应用提供转动惯量实现电网高品质电能,可共同支撑大电网稳定运行。
效率和经济性需持续提升
从产业技术进步的角度看,在氢氨技术路线探索过程中,效率和经济性仍是最大挑战。
张华表示,虽然现有的燃气轮机通过改造,可以直接使用氢、氨,但因为燃气轮机最初设计时并没有考虑到这个问题,因此,改造后的氢氨燃气轮机的燃烧形式和热能转换效率都不高。未来重要的技术发展方向在于,让氢氨燃气轮机的机器效率达到如今烧天然气的效率。
“目前在交通领域,氢氨与柴油相比具有成本竞争力,二者的PK时机已经到来,但在电力领域,氢氨应用尚处于探索阶段,成本竞争力不足,因此与煤的PK时机尚未成熟。”张华说。
与此同时,新型电力系统也正面临着生产力和生产关系等多方面的变化。国网能源研究院副总工程师兼企业战略研究所所长马莉介绍,在生产力方面,电源结构、调节电源、电网形态都在发生变化。例如,在调节电源上,系统调节资源从目前的常规电源调节,拓宽到了需求侧的灵活性调节资源,以应对极端气候变化带来的长周期灵活性挑战。
此外,氢能产业也需要更长时间的成熟过程。“基于目前我国的能源结构,氢能的利用路径需要持续探究,其中效率和成本是两个关键因素,如果不能提高效率降低成本,任何技术都很难推广应用,因此要探索出更多适合氢能利用的商业模式。”马莉表示。
“在构建新型电力系统过程中,能否跨越天然气转向氢氨作为过渡能源,目前看来在技术和经济性方面都有待观察,需要重点关注。”华北电力大学教授董军说。

打印本页 || 关闭窗口
 氢简史 |  中国氯碱网 |  气体产业网 |  开封创新测控仪表有限公司 |  中国火力发电网 |  大连化物所 |  氯碱产业网 |  氢能专利转让平台 |  2020广州国际氢能与燃料电池汽车及加氢 |
  | 关于我们  | 人才招聘联系我们 | 会员中心  | 更多链接>> | 收藏本站 |

版权所有:文章版权归气体设备网所有,没有本网书面授权,严禁转摘、镜像 信息产业部备案序号:豫ICP备17021983号-1
(顾问团队有气体设备设计、生产、调试、维修等服务经验)微信:13812683169 技术专线:13812683169 抖音;A13812683169 微视;13812683169 E-mail:cn1229
江苏省苏州吴中开发区、倡导行业正气之风,推动厂家技术创新.为提高气体设备,能源行业整体水平继续努力) 服务:QQ:1063837863、 13812683169@163.com