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绿氨大热并非“虚火”

日期: 2023-02-26
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绿氨产业兴起不是偶然,也不是虚火。基于生产工艺,绿氨与绿氢产业发展紧密相关。


绿氨大热并非“虚火”

▲图为大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目。吉电股份/供图


氨广泛应用于工业、农业领域,我国目前是全球最大的合成氨生产及消费国。根据毕马威发布的报告,从全球范围来看,2021年绿氨市场规模约为3600万美元,2030年预计将达到54.8亿美元,年均复合增长率可达74.8%。


日前,内蒙古包头市达尔罕茂明安联合旗国际氢能冶金化工产业示范区日产1800吨绿氨项目完成签约。项目总投资约120亿元,预计今年4月开工,2025年投入运行。采用绿氢和空气中的氮气为原料生产合成氨,建成后将成为我国首个全动态碳中和绿色合成氨项目。


氨广泛应用于工业、农业领域,我国是目前全球最大的合成氨生产及消费国。但长期以来,氨的制取主要依赖化石燃料,不仅存在能量转换效率偏低等问题,生产过程还排放大量二氧化碳。统计显示,煤制氨、天然气制氨的吨产品碳排放量分别约为 4.2吨、2.04吨,节能降碳潜力巨大。如今有了“绿氨”新路线,未来咋发展?



有政策支持 产业基础好


不同于以煤、气为原料,绿氨经由绿电、绿氢产生,工艺过程接近零碳。据国际能源署预测,在可持续发展情景中,基于电解水制氢及碳捕捉、封存技术,到2050年氨生产的碳排放强度有望下降78%。在“双碳”战略下,产业发展热情高涨。


据中讯化工信息研究院统计,截至今年2月,全国规划的绿氨项目已接近50个,产能规模超过800万吨。其中,80%以上的项目集中在内蒙古、吉林两地,宁夏、甘肃、青海等地有少量分布。参与者既有国家能源集团、京能集团等央国企,也包括中国天楹、远景科技集团等民营企业。


绿氨大热并非“虚火”


“绿氨产业兴起不是偶然,也不是虚火。”该院资深分析师崔军告诉记者,基于生产工艺,绿氨与绿氢产业发展紧密相关。继去年初国家层面出台《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》后,多个省级氢能专项规划紧跟其后,并配套拿出重点绿氢项目名单。在此指引下,绿氨发展有了实实在在的依托。


以目前国内在建最大的绿氢合成绿氨创新示范项目——大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目(以下简称“大安项目”)为例,主体建设单位国家电投吉电股份大安吉电绿氢能源有限公司总经理梁宏表示,项目的启动实施为吉林省“氢动吉林”行动提供了有力支撑,吉林省有关政策的出台也为后续二期项目的规划建设提供契机与支持。同时,吉林西部作为全国风能、太阳能资源最优越的区域之一,已被纳入国家重点发展的九大清洁能源基地规划,风电、光伏发电成本较低,资源优势明显。


“以项目所在地为中心,半径300公里范围内,涵盖了大庆、长春等主要城市,便于满足下游产品需求。通过公路、铁路运输至珲春或大连口岸,产品还可进入国际市场。”梁宏介绍,项目建成后,每年可减碳约65万吨,目前已与多家企业达成合作意向。


效益可提升 技术待突破


火热之下有隐忧。多位人士一致表示,绿氨产业整体尚处萌芽阶段,面临着多重困境。


首先是项目经济性。梁宏坦言,大安项目动态总投资为59.5亿元,经测算资本金内部收益率可达4.57%,具有一定的经济可行性。“但是要想比肩传统煤制路线,最需要克服的难题仍是成本。”


梁宏称,作为绿氨制取的核心环节,绿电制氢成本主要取决于电价,仅此一项就占到生产总成本的70%左右。绿电转化项目与大电网连接,又受到环境影响,上网和下网电价没有补贴,导致绿电制氢的成本仍然高于传统路线。“未来,随着制氢合成氨技术更新迭代,设备耗电量将会降低,合成氨价格预计呈增长态势,项目收益率有望增高。”


崔军认为,解决经济性的关键在于技术突破。“技术革新不仅涉及成本问题,还事关项目能否稳定运行。生产原料和工艺变了,不同于传统合成氨路线的长周期稳定生产,可再生能源发电本身具有间歇性,导致绿氢合成绿氨系统的波动性较强。要适应变化,各环节装置及工艺都需进一步优化,开发真正适合绿氨的生产方案。目前,这样的工业化技术还不成熟。”


宁夏氨氢产业联盟秘书长邓立涛提出,在可再生能源资源丰富的地区布局绿氨项目具有先天优势,但长远来看,也要谨防扎堆带来的同质化竞争隐患。“既要看到上游制取基础,也要结合实际需求,考虑下游应用。立足于风光资源、消纳市场、运输半径等条件,综合考量才有可能进一步降本。比如宁夏当地的吴忠太阳山开发区中国氨氢谷综合能源一体化项目,以太阳山开发区为中心点,布局开发光伏制氢、合成绿氨工厂等项目。我们不仅要耦合开发区内的煤化工、油化工企业用氢、用氨需求,还计划将绿氨转运至氢能城市示范群相关城市。”


发展前景好 产业盼联通


根据毕马威在2022年12月发布的报告《绿氨行业概览与展望》,从全球范围来看,2021年绿氨市场规模约为3600万美元,2030年预计将达到54.8亿美元,年均复合增长率高达74.8%。除了现有应用,绿氨还可拓展作为储运氢载体,实现氢的低成本运输;用于集装箱船等大型船舶远航领域,成为未来航运业脱碳的主力燃料之一;推进火电机组掺烧氨或纯氨等低碳燃料,为电力行业提供减碳方案。


面对广阔前景,全行业如何发力?上述报告建议,在产业萌芽时期,由政府出台政策引导发展,化工、能源等相关企业可密切关注产业动态、紧跟政策导向,抓住先发优势布局绿氨产业链。同时,紧密关注并跟随产业发展进行技术攻关,结合自身资源情况,改造传统合成氨工厂或新建可再生能源氨工厂,设计一条适合企业战略和自身实际的路径。


“目前,相关产业扶持政策多集中在制氢环节,下游产业链及相关产品几乎没有。希望可以针对绿氢制绿氨及相关产业出台政策,不仅可以帮助先试先行的企业减轻投资压力,还可以更好地推进更多项目落地。”梁宏道出诉求。此外,他认为示范项目采用多种技术创新和管理创新,诸如离网制氢、大规模储氢等研发的投入较高,希望主管部门进一步予以支持,大力推动储能、储氢、水电解制氢等先进技术研发及商业化进程。


另有来自化工领域的专家提出,传统合成氨制取属于成熟化工项目,绿氨发展可打破与化工、电力行业的壁垒,实现电-氢-氨化产业有效联通。在此基础上,支持可再生能源发电侧制绿氢合成氨项目,制定电-氢-氨化与电网互济用电政策,分类指导、稳步推进荒漠、戈壁、沙漠等可再生能源配套的电解水制氢合成氨选址单独设立化工园区等。

转自:中国能源报




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