手机

密码

安全问题

注册 忘记密码?

代表你同意《注册协议》

氨燃料真的能成为“脱碳王牌”吗?
来源: | 作者:燃机动态 | 发布时间: 2022-01-24 | 1862 次浏览 | 分享到:
日本政府将斥资 279 亿日元(2.42 亿美元)补贴两个示范项目,目标是到 2029 年在发电厂用煤燃烧至少 50% 的氨(由氢气产生)。日本最大的发电集团 JERA 将再投资 173 亿日元(1.5 亿美元)用于 452 亿日元(3.92 亿美元)的减排项目。

去年,电力供应商东京电力和中部电力的合资企业 JERA 开始在其位于日本中部的 4.1GW Hekinan 燃煤电厂的 1GW 机组中添加少量氨,作为实现减排计划的一部分,并计划到 2025 年混烧 20% 的氨。根据新的资金,JERA 和合作伙伴 IHI Corp 计划到 2029 年 3 月将这一比例提高到 50%。



图片

根据Recharge 的计算,基于平均 53.5% 的燃煤电厂产能系数,这将需要每年 120 万吨氨气,几乎是当前全球年度供应量的 0.7%。


第二个项目的目标是在 2029 年 3 月之前,在两个由三菱重工生产的不同锅炉类型的发电厂实现相同水平的混烧。


氨目前主要用于化肥和化学品生产,目前是通过将来自未减排化石燃料的灰氢与空气中的氮结合在一个称为 Haber-Bosch 的能源密集型技术中生产的。JERA 没有说明用于氨的氢气是灰色、蓝色(灰色但具有碳捕获和储存功能)还是绿色(通过使用可再生能源将水分子分解为氢气和氧气)。


燃烧氨 (NH 3 ) 不会产生二氧化碳,但会导致大量排放氮氧化物 (NOx),它是温室气体的 298 倍,是 CO 2 的298 倍——尽管这些排放物可以通过商业技术手段捕获在烟道气中可再次利用。


尽管可以从绿色氢中生产氨并用可再生能源为 Haber-Bosch 技术提供动力,但这种“绿色氨”在实验室和试点项目之外几乎不存在。


事实上,根据国际能源署 (IEA) 的数据,全球每年约 1.76 亿吨的氨生产会产生约 6.2 亿吨 CO 2 ——约占全球排放量的 1.7%。


因此,用绿色品种取代这种“灰氨”将对地球非常有益,但需要大量的可再生能源。


根据Recharge 的计算,每吨绿色氨将需要 8.85MWh 的可再生能源来生产所需的绿色氢气,另外还需要 5.53MWh 来为 Haber Bosch 技术提供电力。因此,仅用绿色氨替换今天的灰色氨就需要 2,530 太瓦时 (TWh) 的可再生能源——占 IEA 预计 2021 年全球可再生能源供应量 (8,300TWh) 的 30%。


然而,一些国家,如日本和韩国,以及航运业,正在寻求通过将绿色氨用作燃料来增加对绿色氨的需求,这主要是因为它比氢气更容易运输,而且在体积上含有更多的能量。


然而,虽然一吨绿色氨需要 14.38MWh 才能生产,但燃烧时仅产生 5.16MWh 的当量,在假设蒸汽涡轮发电机效率为 38% 的情况下,在燃煤电厂中减少到 1.96MWh,使其成为令人难以置信的低效发电方法。


日本有兴趣进口大量氢气和氨气,作为其到 2050 年实现净零排放目标的一部分,这仅仅是因为这个岛国没有很多替代品——它没有很多可用的土地来生产风能和太阳能,其孤立的位置和周围的水域很深,因此很难通过电缆输入电力。


但氢科学联盟的联合创始人保罗马丁表示,这项 3.92 亿美元的计划是“浪费性的漂绿”和“疯狂”。“日本人显然在脱碳的未来深陷困境,他们拼命抓住稻草来解决能源进口问题——但是氨?每焦耳的成本至少是他们的经济竞争对手用来推动经济的能源成本的五倍,”他在 LinkedIn 的一篇帖子中写道。


“使用氨作为燃料是可能的,但对于发电厂等固定应用来说,它不经常用作紧急备用燃料,这是非常值得怀疑的。将它作为共同燃料供给效率低下的燃煤电厂?这简直是疯了。”他补充说,“在具有高容量可再生能源且没有当地电力市场的地方”用绿色氢生产氨是合乎逻辑的。“但它应该用来代替黑色(即灰色)氨,这是你今天能买到的所有东西——它不应该被当作燃料浪费掉!”


JERA 与东京电力和以化石燃料为重点的工程公司 Chiyoda 还将再投资 240 亿日元(其中 200 亿日元将由日本政府提供)开发新的氨合成催化剂,以提高现有催化剂的效率用于 Haber Bosch 技术。


阿恪益科技咨询服务Ackoi Science and Technology Service LLC.