过去五年中出版物数量增长了 3 到 5 倍 行业、专业协会和政府进行的多项可行性研究 • 荷兰、英国、美国、澳大利亚、德国 正在进行试点示范 • 日本、荷兰、英国、美国 宣布建设几家大型绿色和蓝色氨工厂 • 澳大利亚、智利、丹麦、哈萨克斯坦、肯尼亚、新西兰、挪威、阿曼、俄罗斯、沙特阿拉伯、阿联酋、美国 主要氨企业的发展路线图上的绿色/蓝色氨 • Casale* • CF Industries • Haldor Topsoe • KBR • Nutrien* • thyssenkrupp Industrial Solutions • Yara 快速发展中的氨利用 • 发电和储能(涡轮机、内燃机、燃料电池) • 低碳燃料(海运、铁路、越野车)
氨越来越被公认为未来全球使用的重要可持续燃料。氨在重型运输、发电和分布式能源存储中的应用正在积极开发中。大规模生产后,氨可以取代目前相当一部分液体燃料的消耗。这种以氨为基础的经济将通过多代技术开发和扩大规模而出现。本文讨论了依赖哈伯-博施工艺的当前技术(第一代)和未来方法(第二代)的发展路径。第三代技术打破了与哈伯-博施工艺的这种联系,能够通过电化学方法将氮气直接还原为氨。然而,由于最近的研究失误,这项技术走向规模化的路线图变得模糊不清。尽管如此,第三代替代方法正在变得可行。最后,我们提出了关于氨经济更广泛可持续性的观点,以及进一步了解氨是其中重要组成部分的行星氮循环的必要性。
我们将使用该氢的一部分作为生产氨的原材料,并将其余部分用作氢发电的燃料。作为生产氢的原材料,我们将使用现有的气管运输从Niigata县的运营运输到生产设施。采用CCUS,我们还将注入CO 2,作为氢和氨产生的副产品创建的CO 2,将其在Higashikashiwazaki气田的Hirai地区的水库中,该储层已经完成。这将确保在示范测试期间产生的氢和氨将成为蓝色氢和氨,并具有最小的大气CO 2排放。对安全性和环境进行适当考虑,在地下CO 2注射开始后,我们将适当监控注入操作和注射的CO 2。
Net-Zero-CO 2功率系统的概念已通过欧盟的目标越来越引起人们的关注,到2050年成为气候中性大陆。作为通往净零功率系统的潜在途径,这项工作将基于间歇性可再生电力的未来电力系统通过化学能源载体(所谓的燃料到燃料到功率系统)以及基于100%碳捕获和储存的天然气的燃烧的系统。选择用于电力储存的化学能载体是氢,甲烷和氨。使用生命周期评估,我们确定并比较了两种途径对七个影响类别产生的可调度电力的1 kWh的环境影响。在所有七个影响类别中,没有一个单一的途径对环境的好处最大。评估氢用于存储的使用力量到功率系统在所有类别中的环境影响最低。此外,与具有碳捕获和存储系统的天然气相比,所有对燃料到动力系统对气候变化,光化学臭氧形成和化石资源耗竭的影响较低。带有碳捕获和存储系统的天然气对颗粒物的形成,海洋富营养化和矿产资源稀缺的影响较低。我们的工作得到了对从净零直接-CO 2到生命周期净零-CO 2等效系统的途径的分析,该途径实际上是气候中性的,这是通过直接空气从大气中直接捕获残留物的空气来实现的。然而,这导致所有其他影响类别的增长量为11%的力量到功率系统,而使用碳捕获和存储系统则增加了21%的天然气燃烧。一项系统大小的研究还强调了用于电力存储的资本的非常低的容量因素,从而提高了经济可行性。
摘要 . 氨由于其无碳特性,是一种很有前途的替代化石燃料的替代品。本研究调查了印度尼西亚灰色、蓝色和绿色氨生产的技术经济和环境方面。在这方面,已经开发了一个基于电子表格的决策支持系统来分析每种氨生产方式的平准成本及其对各种参数的成本敏感性。分析结果显示,灰色氨的平准成本为每吨 297 美元(美元),受天然气价格和碳税的强烈影响。蓝色氨是最稳定的生产选择,平准成本为每吨 390 美元,受天然气价格和碳封存相关费用的影响。另一方面,绿色氨的平准成本在每吨 696 至 1,024 美元之间,主要受电解器的选择、可再生能源的成本以及维护和运营支出的影响。此外,研究还显示,灰氨和蓝氨生产每吨氨分别排放 2.73 吨和 0.28 吨二氧化碳当量,而绿氨的现场碳排放量可以忽略不计。总体而言,这项研究强调了利用地热或水力可再生能源生产绿氨的潜力,这是实现印度尼西亚电力、工业和运输部门脱碳的可行解决方案。研究还提供了旨在克服该国发展绿氨工厂现有障碍的若干政策建议。
• 联合开发环保混凝土 我们与清水建设株式会社合作开发了一种环保混凝土,用炼钢副产品高炉矿渣替代了约80%的水泥。与传统混凝土相比,这可减少生产过程中的二氧化碳排放量约80%。 • 在水泥制造过程中,利用实际设备启动全球首个氨混燃试验 我们利用宇部水泥工厂的现有设备,在水泥窑(燃烧炉)和煅烧炉中以氨为热能来源启动试验燃烧。氨在燃烧过程中不排放二氧化碳,因此作为下一代能源备受关注。在这次试验中,我们将逐步提高氨混燃率,目标是热值为30%,解决与能源转换相关的任何挑战,并实施适当的对策。 • 联合评估先进的碳捕获和储存* 1 和碳捕获、利用和储存* 2 项目 我们与三井物产株式会社联合开展研究,旨在马来西亚和日本之间针对水泥生产过程中的二氧化碳排放进行碳捕获和储存,以实现碳中和。我们还与大阪燃气株式会社联合开展了碳捕获、利用和储存研究。
在澳大利亚可再生能源署 (ARENA) 的支持下,全球最大的以可再生氢为动力的绿色氨工厂可能在昆士兰州建成。ARENA 已承诺向 Incitec Pivot Limited 旗下的 Dyno Nobel Moranbah Pty Ltd 投资 980,000 美元,用于在其现有的 Moranbah 氨工厂内建设可再生氢和氨设施并评估其可行性。这项耗资 270 万美元的可行性研究将探讨利用电解生产的可再生氢来增加其工厂的氨产量以满足该地区对硝酸铵日益增长的需求的可能性。如果可行,拟建的绿色氨设施将包括位于 Moranbah 的高达 160MW 的电解器和 210MW 的太阳能发电场。