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全球氨市场规模1.8亿吨/年,绿氨将占据几何?

2022-09-28

发展氢能产业是实施“双碳”战略的重要抓手。然而,氢能产业发展却面临着储运成本高、本质安全性弱等本质难题。

 

氨是世界上生产及应用最广泛的化学品之一,市场规模约为1.8亿吨/年,海运贸易量约为2,000万吨/年,与氨相关的储运法规、标准和基础设施非常完善。绿氨是极具前景的氢能发展方向,由绿氢和氮气在催化剂作用下合成得到。一方面绿氨可以作为绿氢的载体,解决氢储运难题;另一方面,绿氨也可以直接应用于燃料电池或者作为燃料燃烧。

 

由可再生能源电解水制绿氢,绿氢和氮气催化合成氨是最先实现绿氨工业化生产的技术路线。此外,前沿的绿氨生产技术还包括电化学氮还原(NRR)合成氨技术、光催化合成氨工艺等。液氨单位体积的氢含量比液氢更高,作为绿氢储运载体极有竞争力。氨制氢工艺分为氨分解和变压吸附纯化两部分。

 

在作为绿氢储运载体之外,绿氨本身也是重要的能源。20222月,国家能源局《“十四五”新型储能发展实施方案》提出发展氨储能技术;8月,工信部《工业领域碳达峰实施方案》提出氨燃料概念。国内外企业和科研机构积极探索氨用于高温窑炉燃料,氨燃烧发电,氨燃料船舶,氨燃料电池等。

 

据亚化咨询统计,国内已经开始有数个氢氨一体化项目签约或备案:

 

通辽千万千瓦级储氢氨一体化零碳产业园

98日,通辽市人民政府与中国投资协会、中国天楹共同签署《战略合作框架协议》,三方围绕通辽千万千瓦级储氢氨一体化零碳产业园建设达成战略合作,该项目包括风力发电6GW、光伏发电4GW,重力储能2GWH,绿氢5万吨/年,绿氨30万吨/年,总投资600亿元人民币。三方还将共同打造零碳产业装备制造中心,重点打造重力储能、绿氢、绿氨、生物质北方零碳装备制造业中心,总投资100亿元人民币。并共同发起成立重力储能研究院、绿氢研究院、绿氨研究院、生物质能研究院。

 

多伦县风光储氢制绿氨项目

814日,北京能源国际控股有限公司牵头的联合体与内蒙古锡林郭勒盟多伦县人民政府签署了风光储氢制绿氨项目合作开发框架协议。项目建成后,预计电解制氢规模日产300吨,年产绿氨规模达60万吨,将实现资源集约开发,拓展新能源利用新途径、新模式、新场景,推动区域绿色电力能源到绿色化工产品的产业链协同发展,助推地区能源结构转型升级。

 

乌拉特风光氢氨一体化项目

712日,国家能源集团国华投资蒙西公司乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢氨一体化新型示范项目获备案。该项目位于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区,占地面积约300亩,计划总投资23亿元,配套规划新能源装机容量110万千瓦,其中风电80万千瓦,光伏30万千瓦。

项目利用风光发电分解水制取高品质氢气,再用于生产合成氨,年产约30万吨绿氨,供蒙西地区工业园区化工生产使用。建成后,年用电量约30.31亿千瓦时,年产一吨氨约耗标煤164千克,排放二氧化碳0.54吨,预计每年可节约等价值标煤10.92万吨,能源消耗量远低于传统化石能源制氢。

 

国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目:

55日,阿拉善盟2022春季全盟集中签约,其中包含国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目。本项目通过风光氢氨一体化设计,依托高新区化工企业用能高、用氢(氨)多的现状,为高新区提供新能源绿电,并进行绿氢、绿氨生产和供应。项目预计总投资额为人民币137亿元,其中氢氨项目投资人民币13亿元。

项目建成后每年产生新能源发电量47.59亿千瓦时,年制氨70万吨,分期实施一期制氨20万吨,年制氢量4万标方。项目可再生能源利用率达到94.73%。项目建成后,通过沙产业、新能源、氢氨工厂等多个项目,带动就业人数约500人,生态修复面积达约2.5万亩,每年减排二氧化碳约475万吨,年利税约2亿元。

 

赤峰市风光制绿氢绿氨一体化示范项目

328日,赤峰市人民政府与远景科技集团举行战略合作协议签约仪式。依据协议,远景科技集团将在赤峰市建设风光制绿氢绿氨一体化示范项目,总投资约为400亿元,预计2028年前建成投产。其中,该项目规划年产152万吨零碳工业气体产品,一期项目将于两年内投产,成为全球首个零碳氢氨项目。

绿氢绿氨生产基地将为赤峰经济技术开发区区内工业生产提供零碳氨、氢、氧、氮等工业气体产品,削减园区碳排放量,依托零碳工业气体产品优势及先进贮能型空分工艺,将元宝山化工园区打造成零碳化工园区。

 

达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氢制合成氨(绿氨)项目:

318日,包头市达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氢制合成氨(绿氨)项目获准予备案公示。622日,该项目开工。该项目由国家电投与清华海峡研究院共同投资,智慧能源(国核电力院)为EPC牵头方。项目位于内蒙古自治区包头市达尔罕茂明安联合旗,主要包括200兆瓦风电、200兆瓦光伏,预计年发电量12.5亿千瓦时;采用风光电解制氢,年制氢1.78万吨;再以氢气和氮气为原料合成液氨产品,年产10万吨。

 

亚化咨询2022绿氨技术与市场论坛将于121日在苏州召开,会议将探讨国家与地方氢能和绿氨产业政策和规划,绿电、绿氢和绿氨成本分析,绿氨示范项目、生产工艺、催化剂和设备,绿氢和绿氨标准、认证与全球贸易,绿氨作为氢储运载体的优势分析与成本比较,氨分解制氢技术,绿氨在发电、供热、船舶等领域应用前景,氨燃料电池技术研究进展等。

 

亚化咨询《中国绿氨产业链年度报告2022》数据显示,目前全球已布局超过40个绿氨项目,如美国能源部REFUEL计划、丹麦商业化绿氨工厂、中东Neom项目、澳大利亚AREH项目等,全球绿氨规划总产能超过1500万吨/年。国际能源化工巨头BP、道达尔、埃克森美孚、巴斯夫等已经入局绿氨赛道;国家能源集团、国电投、京能集团等也已布局多个绿氨示范项目。