探索拉脱维亚利用可再生能源(太阳能和风能)生产绿色氨的潜力及其在拉脱维亚/波罗的海地区的应用,以及通过拉脱维亚现有的氨基础设施(文茨皮尔斯港的氨储存和转运码头)的出口机会。
特性 汽油 天然气 H 2 NH 3 可燃极限,空气中的体积百分比 1.4-7.6 5-15 4-75 16-25 自燃温度,o C 300 450 571 651 峰值火焰温度,o C 1977 1884 2000 1850
绿色氨就是这样一种化学衍生物,其液态能量密度为 3.5 kW h L 1.7 生产氨只需要水、空气和电力,而且燃烧时不会释放碳排放。图 1 显示了绿色氨的生产示意图。与液态氢(253 C(参考文献 7))相比,它可以在相对温和的条件下储存(大气压 33 C 或室温 10 bar(参考文献 5))。全球氨运输系统已经很完善和易于理解。目前,氨主要用作肥料,但是,如果作为能源载体,它可以直接使用,也可以裂解回氢气。尽管具有这些良好的特性,但在大多数情况下,绿色氨产生的能量超过液体化石燃料的成本,这种高成本是广泛采用氨作为能源载体的最大障碍。 10 虽然通过可再生能源发电和电解槽的技术改进有望降低成本,但仍需要进行严格的系统范围优化,以确保可靠且经济实惠的可再生能源的可用性。最近发表了许多评论,研究绿色氨在可再生能源经济中的作用。Yapicioglu 等人 12 研究了一系列氨生产和消费技术。Rouwenhorst 等人 13 专注于 1 至 10 MW 之间的工厂,回顾了各种最新技术进展,并设计了优化的生产设施。Valera-Medina 等人 10 专门研究了氨到电力的途径,解释了使用氨作为能源所需的许多技术考虑因素。牛津大学工程科学系,帕克斯路,牛津,OX1 3PJ,英国。电子邮件:rene.banares@eng.ox.ac.uk
1 执行摘要 3 1.1 报告重点 5 2 简介 6 3 氨生产 8 3.1 一般属性 8 3.2 利用波动的可再生资源生产氨 9 3.3 电力供应和成本 10 3.4 水电解 14 3.5 氨生产(绿色氨与传统氨) 15 3.5.1 传统氨的成本 17 3.5.2 蓝氨的成本 19 3.5.3 绿色氨的成本 21 3.5.4 混合绿色氨的成本 22 3.6 绘制现有氨生产图 24 3.7 扩大运输生产规模 25 3.8 生产绿色氨的愿景和路线图 26 3.9 经过认证的绿色氨 28 4 其他行业中的氨 29 4.1 运输至最终用户 29 4.2 无水氨在农业中的应用 30 4.3 氨作为冷却介质31 4.4 氨处理 32 5 氨船用燃料基础设施 32 5.1 2019 年全球海运氨贸易 32
1 执行摘要 3 1.1 报告重点 5 2 简介 6 3 氨生产 8 3.1 一般属性 8 3.2 利用波动的可再生资源生产氨 9 3.3 电力供应和成本 10 3.4 水电解 14 3.5 氨生产(绿色氨与传统氨) 15 3.5.1 传统氨的成本 17 3.5.2 蓝氨的成本 19 3.5.3 绿色氨的成本 21 3.5.4 混合绿色氨的成本 22 3.6 绘制现有氨生产图 24 3.7 扩大运输生产规模 25 3.8 生产绿色氨的愿景和路线图 26 3.9 经过认证的绿色氨 28 4 其他行业中的氨 29 4.1 运输至最终用户 29 4.2 无水氨在农业中的应用 30 4.3 氨作为冷却介质31 4.4 氨处理 32 5 氨船用燃料基础设施 32 5.1 2019 年全球海运氨贸易 32
氨是减少温室气体排放的另一种海洋燃料。进行有关氨掩埋风险的研究是必不可少的,因为氨是对人类和环境的毒性和腐蚀性的。这项研究旨在从中小型释放量表的角度评估氨掩埋的操作风险。从小到中期的缩放释放会导致较低气体浓度下的云足迹的更多变化。相反,从培养基到大释放的过渡会在较高的气体浓度和具有较高值的杀伤力足迹下导致云足迹的更多变化。此外,这项研究对氨基供应,释放和气象因素进行了敏感性分析。风速是中小型释放中最重要的因素,而软管直径是大释放中最重要的因素。在给定的输入下,风速变化50%的变化可能会在1100 ppm的最大云足迹中变化高达100%,而中型发行版的变化可能会更改663%。同样,软管直径的50%变化可能会导致大型释放的1100 ppm最大云足迹的变化1689%。考虑到不同的风险评估标准,该研究为分析氨掩埋的操作风险提供了宝贵的见解。
摘要:氨是肥料的重要前体,也是潜在的无碳能载体。如今,氨已通过Haber-Bosch工艺合成,这是一个资本和能源密集型过程,具有巨大的CO 2足迹。 因此,需要使用可再生电力从N 2和H 2 O产生可持续和分散的氨的替代过程。 实现此类过程的关键挑战是N 2键的有效激活以及对NH 3的选择性。 在这项贡献中,我们报告了一种使用血浆激活的质子来从氮和水中产生可持续氨的全电动方法,该血浆激活的质子导致固体氧化物电解核。 由阳极上的水氧化产生的氢种通过质子导电膜转运到阴极,它们与血浆激活的氮反应于氨气。 氨的生产率和法拉达型官能率分别达到26.8 nmol的NH 3 s -1 cm - 2和88%。 a如今,氨已通过Haber-Bosch工艺合成,这是一个资本和能源密集型过程,具有巨大的CO 2足迹。因此,需要使用可再生电力从N 2和H 2 O产生可持续和分散的氨的替代过程。实现此类过程的关键挑战是N 2键的有效激活以及对NH 3的选择性。在这项贡献中,我们报告了一种使用血浆激活的质子来从氮和水中产生可持续氨的全电动方法,该血浆激活的质子导致固体氧化物电解核。由阳极上的水氧化产生的氢种通过质子导电膜转运到阴极,它们与血浆激活的氮反应于氨气。氨的生产率和法拉达型官能率分别达到26.8 nmol的NH 3 s -1 cm - 2和88%。a
摘要 — 可再生能源制氨 (RePtA) 是一种重要的零碳脱碳途径。由于可再生能源与生产能源需求之间的不平衡,RePtA 系统依赖于与电网的电力交换。以虚拟发电厂 (VPP) 的身份参与电力市场可能有助于降低能源成本。然而,当地光伏和风力涡轮机的功率分布与市场中的功率分布相似,导致传统策略下的能源成本上升。因此,我们为电力、氢气和氨市场中的 RePtA VPP 开发了一种多时间尺度交易策略。通过利用氢气和氨缓冲系统,RePtA VPP 可以最佳地协调生产计划。此外,我们发现可以在统一的框架中描述电力、氨和氢气的交易。电力市场的两阶段稳健优化模型扩展到多个市场,并通过列和约束生成 (CC&G) 算法求解。该案例源自内蒙古自治区的一个实际项目。敏感性分析证明了RePtA VPP连接多个市场相对于传统策略的经济优势,并揭示了氢和氨缓冲器和反应器灵活性的必要性。
可再生能源与绿色氢气生产技术的结合是我们推动可持续能源转型和减少温室气体排放的关键前沿。绿色氢气净化程序是这项努力的核心。水和可再生能源用于电解绿色氢气,绿色氢气作为清洁灵活的能源具有巨大潜力。然而,为了在包括运输在内的一系列行业中充分利用它,必须进行仔细的净化。将可再生能源转化为高质量氢燃料的过程需要精心去除污染物,例如水分、微量氧气和其他可能危及燃料电池和氢基技术效率的杂质。除了满足严格的质量要求外,这种净化程序还提高了氢气利用的能源效率,最终有助于发展更可持续的能源生态。
氨被越来越多地视为一种可行的替代燃料,它可以显著减少温室气体排放,而无需对现有发动机技术进行重大改造。然而,其高自燃温度、低火焰速度和窄可燃性范围带来了重大障碍,特别是在高速燃烧条件下。本综述探讨了氨作为内燃机可持续燃料的潜力,重点介绍了其优势和挑战。本综述借鉴了从 NH 3 的生产、应用到燃烧机制的广泛研究,探索了在火花点火和压燃发动机中增强 NH ₃ 燃烧的各种策略。讨论的基本原理和关键方法包括使用氢和碳氢化合物燃料作为燃烧促进剂,这已被证明可以改善点火和火焰传播。研究了有关燃料喷射策略(例如端口燃料喷射、直接喷射和双燃料喷射)的文献,以突出它们对 NH ₃ -空气混合和燃烧效率的影响。此外,本综述还深入探讨了低温等离子点火、湍流喷射点火和激光点火等先进点火技术,以期探索克服 NH ₃ 点火困难的潜力。经过对文献的全面分析,智能液气双流体共喷射系统 (iTFI) 成为一种有前途的方法,通过更好的燃料-空气混合物制备,提供更好的燃烧稳定性和效率。通过综合现有研究,本综述概述了 NH ₃ 燃烧的进展,并确定了需要进一步研究的领域,以充分发挥其作为可持续燃料的潜力。