氫氣是氨的主要生產(chǎn)原料,制氫過程中的碳排放量決定了氫氣的類別。氨也可隨生產(chǎn)過程中使用的氫氣,分為灰氨、藍(lán)氨、藍(lán)綠氨、綠氨。
其中,綠氨使用的氫氣為通過風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電所產(chǎn)生的綠電進行電解水制氫,將氮氣與氫氣結(jié)合合成氨。
我國的氨主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和儲能領(lǐng)域,氨不僅可以用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的化肥生產(chǎn),也可以在儲能領(lǐng)域作為儲氫介質(zhì)使用。
氨作為高效儲氫介質(zhì)具有以下優(yōu)勢
1.技術(shù)成熟:氨的生產(chǎn)、運輸技術(shù)較為成熟,可以低成本進行合成、儲存和運輸,適合大規(guī)模應(yīng)用。此外,氨還可以實現(xiàn)季節(jié)性、遠(yuǎn)距離儲能,進一步擴大了其使用范圍。
2.液化儲運成本低、效率高:氨在加壓至1.0MPA時即可實現(xiàn)液態(tài)儲運,相較于其他氫儲運方式成本較低。此外,液態(tài)氨的載氫量較大,使得其在儲氫密度方面具有顯著優(yōu)勢。
2023年綠氨項目(不完全統(tǒng)計)
今年開工的氫氨一體化項目都處于施工建設(shè)或規(guī)劃階段,以產(chǎn)能每年20萬噸以下的中小型項目為主。
在地域分布上,項目主要集中在我國北方的內(nèi)蒙古、吉林地區(qū)。
數(shù)據(jù)來源:能景研究
有研究機構(gòu)預(yù)測,到2024年,國內(nèi)將最先在黃河幾字灣、松遼形成2大綠氨產(chǎn)能中心。按各項目建設(shè)規(guī)劃,到2024年黃河幾字灣清潔能源基地將形成54萬噸/年產(chǎn)能,松遼基地形成40萬噸/年產(chǎn)能,兩地合計占到2024年總規(guī)劃產(chǎn)能的近七成。
從項目主體來看,項目的發(fā)起單位以電力企業(yè)與能源化工企業(yè)為主,二者在綠氨項目中各有特點:
電力企業(yè):以發(fā)電運營和清潔能源裝備制造為主要業(yè)務(wù),例如國電投、中能建等電力業(yè)務(wù)為主的國企、央企,以及遠(yuǎn)景、明陽等新能源電力領(lǐng)域企業(yè)。
上述企業(yè)在選擇綠氫消納場景時,更傾向于考慮綠氨,且在項目選址上更傾向于大型風(fēng)電光伏基地,多采用氫氨一體化項目模式。
能源化工企業(yè):擁有煤化工、石油煉化等多種用氫場景,例如中石化、國家能源集團等能源及化工央企,以及寶豐等化工企業(yè)。
與電力企業(yè)不同,能源化工類企業(yè)在選擇綠氫消納場景時,更傾向于已有化工業(yè)務(wù)的低碳轉(zhuǎn)型。傾向于在油氣及煤炭資源中心開發(fā)項目,并在項目建設(shè)時考慮綠氨與甲醇等的綜合生產(chǎn)模式。
我國2023年發(fā)布的綠氨項目還有以下特點
1.投資規(guī)模大:以一個典型的風(fēng)光氫儲氨醇一體化項目為例,僅500MW風(fēng)光單元就需要25億元的投資。當(dāng)制氫單元和化工單元也加入其中,整個項目的投資將高達(dá)50億元左右。
2.項目通常只配置低比例的儲能設(shè)施,且風(fēng)光綠電僅少量上網(wǎng)(或完全自用)。隨著可再生能源柔性制氫技術(shù)的發(fā)展,低比例的儲能已能滿足項目運行需求。
3.大部分項目選擇綠色甲醇或綠氨作為下游化工裝置,但也有部分項目選擇綠氫作為產(chǎn)品,并與合作的化工企業(yè)進行銷售。
當(dāng)前綠氨已經(jīng)成為我國可再生能源制氫項目的主要下游配套場景之一,隨著氫氨一體化項目的建設(shè),有相關(guān)專家預(yù)測,2024年國內(nèi)綠氨年產(chǎn)能將提升至百萬噸,綠氨將成為綠氫消納的主要陣地。