传统上氨(NH3)主要作为生产氮肥、工业原料使用,由于氨具备零碳、富氢、易储运等良好的能源属性,使其作为绿色能源提供了发展方向。氨能市场需求量大,吸引全球各国竞相布局,并根据自身资源特点,因地制宜开发氨能。中国石油大力实施“绿色低碳”战略,同时为推进“双碳”目标实现,需加强氢基非碳能源产业布局。中国石油勘探开发研究院王小林高级工程师分析认为,中国石油具备强大的传统合成氨生产和供应能力,工艺成熟、基础设施完善,但是氨能整体尚处于起步阶段,发展战略与路径等不够清晰,需开展氨能产业链战略布局研究,以期为能源转型重大战略突破提供支撑,同时为国内外其他石油公司氨能产业发展提供有益借鉴。相关研究认识刊登在《石油学报》第46卷第2期。
(1)文章梳理了国内外氨能制备、储运及应用各阶段的关键技术发展现状与挑战。在制备方面,已成功开发可再生能源电解水制氢的合成氨系统,但面临可再生能源电力波动性难于适配大规模绿氨生产要求;在储运方面,技术成熟、基础设施完善,但面临长距离大规模输送液氨,以及利用现有成品油管道顺序输送液氨的技术风险;在应用方面,氨间接分解利用已实现在实验条件下的高效产氢,直接应用于内燃气、燃气轮机和锅炉燃烧具备良好应用前景,但面临高效率燃烧、低污染物排放、稳定安全性方面挑战。
(2)分析了氨能全产业链经济性,氨能市场需求,以及典型国家、重点企业氨能发展战略与路径。从制备看,对比传统合成氨工艺,绿氨经济性竞争力未来可期;从储运看,对比氢的多种载体运输成本,氨运输成本优势显著;从应用看,氨直接作为燃料或间接分解应用,具备成本比较优势。国内外机构预测未来氨能需求规模庞大,发展可行性强。根据典型国家与企业分析,氨能发展路径包括氨合成清洁化(绿/蓝氨)、打造氨供应链、推动氨能船运/发电应用等。
(3)分析了中国石油氨能发展基础,提出绿氨制备、低成本氨储运方式以及氨作为氢载体、氨作为燃料用于发电与交通以及在燃料电池领域应用等主要发展路径。在化石燃料合成氨、绿/蓝氨制备、氨储存等领域实力雄厚,可考虑改造现有设备制绿氨,长距离管道运输液氨或将部分油气管道改为输氨管道,以及氨作为储氢介质、为船运/发电企业供氨等发展路径。
(4)提出了中国石油氨能产业发展思路、氨能发展战略目标以及战略部署。建议将氨能纳入清洁供能体系,充分发挥产业基础优势,全面做大做强氨能相关业务,支撑公司绿色低碳转型。重点发展氨制备、储运和应用三大业务,攻关可再生能源制绿氨、低能耗蓝氨制备、低温低压氨分解制氢、氨燃烧利用、氨燃料电池等五大关键技术,以及开展五大配套示范工程建设。
论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202502012