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  近日,甘肃省科学技术厅公布了2022年第八批省级科技计划项目名单,正式批准兰石研究院建设新型氢(氨)储能技术研发中心,聚焦氢氨储能技术路线,攻关核心技术和关键装备,抢抓氢氨储能产业发展机遇。

  近年来,氢氨融合技术路径渐受热捧,国内外氢氨融合产业项目布局逐渐加快。业内认为,氢能产业实现大规模应用需突破储运瓶颈,应结合我国能源及产业结构特点,发展成熟、安全、高效的特色储运路线及配套产业链。氨作为零碳燃料和氢能载体,可解决氢能大规模储运难题,拓宽氢能产业应用场景。

  项目数量显著增加

  记者注意到,2022年前,我国氢氨一体化项目大多停留在高校研究、企业联盟和平台建立等科研方面,具体示范项目较少。如2021年12月13日,国家能源集团召开氨能氢能在煤炭运输产业技术研讨会,会议要求充分认识氢能、氨能在能源绿色低碳转型过程中的重要战略作用,做好应用场景开发和技术研发布局。

  2022年开始,氢氨一体化项目显著增加。据统计,2022年全年,氢氨一体化相关项目至少有20个,总投资额近1500亿元,绿氨年产能超过260万吨。如2022年12月28日,中国能建氢能公司与吉林省松原市签署中能建松原氢能产业园(绿色氢氨一体化)项目投资框架协议,计划建设新能源发电制氢和绿氢合成氨一体化项目,年产绿色合成氨60万吨,配套建设年产50台套1000Nm3/h碱性电解水装备生产线和4座综合加能站。

  今年1月16日,宁夏宝丰能源集团股份有限公司披露了其绿氢制绿氨及氨水制备项目环境影响评价公众参与第一次公示信息。该项目利用宁夏宝丰能源集团股份有限公司太阳能电解制氢储能及应用示范项目氢气和50万吨/年煤制烯烃项目空分装置氮气,建设年产10万吨/年合成氨、50万吨氨水生产线项目10万吨/年合成氨的产能。

  厦门大学能源学院教授、氨燃料专家王兆林指出,氨作为高效储氢介质,具有高能量密度、易液化储运、安全性高和无碳排放等优势,既可以与氢能融合,解决氢能发展的重大瓶颈问题,也可以作为直接或者间接的无碳燃料应用,是实现零碳燃料的重要技术路线。

  被视为最具潜力的氢储运方式

  值得注意的是,在氢氨融合技术路径方面,我国已出台相关支持政策。在“双碳”目标及《“十四五”新型储能发展实施方案》等系列政策支持下,我国氨能发展迎来重要机遇期。

  2022年4月,科技部发布《国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目申报指南》,提出包括分布式氨分解制氢技术与灌装母站集成、氨燃料电池、掺氨清洁高效燃烧等与氨有关的技术;《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,依托可再生能源制氢(氨)的氧(氨)储能等试点示范,将探索风光氢储等源网荷储一体化和多能互补的储能发展模式列入“十四五”新型储能区域示范。

  政策鼓励背后,是氢能储运需求的持续增长。业界普遍认为,氢能应用场景广泛,除卡车、乘用车、自行车等道路交通外,未来还将向船舶、储能发电、热电联供等新兴细分领域拓展。业内人士指出,以船舶为例,氢燃料更适用于远距离重载船舶的应用,且氢燃料加注容量较大,以何种方式储氢是最关键的问题之一。在此情况下,用氢和氨做成合成氨进行储运和应用将成为更优的解决方式。

  考克利尔能源亚太区总裁、考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司总经理林立邦认为,现阶段,国家鼓励就地消纳氢气,如新疆库车绿氢示范项目建成后,所产绿氢将替代塔河炼化天然气制氢。不过,随着氢能产业的发展,固态储氢、气态运氢成本仍居高不下,合成氨将成为未来平衡我国不同地区用氢需求的理想方式之一。“我国是氨生产大国,氨能源丰富,同时已拥有成熟的氨生产、运输、存储体系,氨还原氢的技术也很成熟,未来,氢氨结合将成为最具潜力的氢能储运方式。”

  部分技术难点仍待突破

  值得注意的是,目前多个国家已陆续启动氢氨能源示范项目。早在2021年,韩国便宣布将2022年作为氢气氨气发电元年,力求打造全球第一大氢气和氨气发电国。今年1月,日本政府宣布将制定新法支持氢能和氨能的普及。

  在技术层面,记者了解到,氢氨融合技术路线需要在高性能低温低压合成氨和安全低温氨分解催化剂及反应器技术、“间歇性可再生能源制氢-低温低压合成氨”系统的动态集配及管控技术、安全低温氨制氢系统和氨燃料电池系统的高效集成及智控技术等方面持续攻关。

  针对上述挑战,业内专家建议,应从国家层面完善相应的法律法规,引导全国各地结合地方优势布局氢氨一体化能源示范项目;同时,以氨为切入点之一,推进氢能产业发展,针对氨作为能源载体和燃料应用,在设备规范、认证认可、安全要求等方面推出共性标准及规范,进一步加强氢氨联动融合发展趋势。

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