當前,合成氨行業正迎來綠色轉型契機。在日前舉辦的氫能產業高質量發展大會上,與會專家表示,發展綠氨已成為大勢所趨。但由于上游綠氫成本高、下游應用技術不成熟,綠氨產業鏈發展面臨瓶頸,建議多維協同推動綠氨產業發展。
發展綠氨大勢所趨
專家認為,合成氨生產方式亟須轉型。落基山研究所重工業與循環經濟部門主任李抒苡提出,2050年我國合成氨需求量將增至目前1.5倍,以煤為主的高碳生產方式亟需轉型。她表示,合成氨能源消耗為7200萬噸標煤,占全國能源消費總量的1.4%;直接排放的二氧化碳占化工行業排放總量的20%。
近年來綠氫技術的進步,為發展綠氨奠定了基礎。據中國寰球工程有限公司首席技術專家張來勇介紹,作為全球最大氫氣生產國和消費國,2023年中國氫氣產量約3533萬噸,化工領域消費量占比高達80.8%,其中合成氨消費量1107萬噸、甲醇消費量925萬噸。如今,綠氫代替灰氫漸成趨勢。與會專家指出,傳統氫氣制備主要是通過化石燃料的重整或氣化,這一過程伴隨著大量的碳排放。隨著全球對環境保護意識的提升和清潔能源轉型的推進,使用綠氫替代傳統的灰氫成為趨勢。李抒苡表示,到2050年,氨和甲醇生產中綠氫的滲透率預計將從2020年的不到1%發展到超過60%。綠氫作為替代原料、燃料,可使合成氨生產碳強度降低85%以上。
李抒苡指出,行業、地方、產業政策與發展目標已就緒,“電-氫-氨”一體化項目有望加速鋪開。這些政策支持方向包括節能降碳改造、原料替代、優化產能布局、拓展應用領域。
產業鏈上下游雙向受阻
與會專家指出,在上游原料端及下游應用端,綠氨發展仍面臨多重挑戰。
上游原料方面,綠氫成本競爭力有待提升。中石化石油化工科學研究院首席專家榮峻峰表示,我國綠氫資源富集區與主要應用市場區域錯位,且國內電解水制氫裝備成本依然較高,導致綠電制氫成本短期內將仍高于化石能源制氫。綠氫低碳綠色價值未得到體現,與灰氫比成本競爭力有待提升,全面推廣綠氫應用還有賴于技術進步和降低成本?!爱斍熬G氨生產成本是煤制氨的1.2~2.1倍,綠氫在10元/千克時可實現平價?!崩钍丬诱f。
下游應用方面,在船運燃料和摻燒發電等場景下,綠氨具備一定產業基礎,但短板仍顯著。李抒苡表示,在船運燃料應用場景下,氨合成技術成熟、產業基礎好,燃燒過程中無CO2排放,且具有一定成本優勢,但氨發動機和燃料電池技術尚待成熟。此外,氨有毒性,因此存在泄漏和材料腐蝕的風險。在摻燒發電應用場景下,煤電低碳化改造的需求長期存在,且摻氨發電是政策已明確的煤電低碳改造三大技術之一,但面臨與生物質摻燒、中文CCUS技術的競爭,且因能量利用效率不高,污染物控制有難度。
此外,在儲運方面,中國石油天然氣集團有限公司煉油化工高級專家、中國石油石油化工研究院黨委委員王凌指出,氨的儲氫和放氫工藝復雜,短時短距離儲氫成本高。
多維協同推動綠氨產業發展
榮峻峰就當前綠氫生產成本較高的問題給出3條建議。企業聯合拓展綠氫工業應用場景,建立符合綠氫特性的市場運行機制和價格體系,探討與下游綠氫用戶企業簽訂長約合同,鎖定規?;G氫應用市場和價格;推動國家層面早日將綠氫納入全國碳交易市場,真正實現綠氫的減碳價值,提升綠氫經濟性;構建制氫裝備實證能力,為國內電解槽裝備提供測試平臺。
李抒苡針對綠氨發展的政策、行業、企業3個層面提出建議。
她表示,政策層面要制定綠氨產業發展支持政策,并盡快將綠氨納入綠色能源體系,在供給側暢通綠電-綠氫—綠氨鏈路,在消費側培育綠氨在農業、船運、發電等場景中的應用。包括盡快研判并將綠氨納入綠色能源相關政策體系和戰略中;區域和項目規劃強調因地制宜,結合自身工業基礎逐步推進綠電、綠氫、綠氨的部分和高比例替代;針對特定應用場景制定支持方案,并確??鐖鼍罢咩暯?。
行業層面要推動綠氨標準認證體系及其國際互認銜接,共建全球市場,同時積極推進柔性合成氨、分布式合成氨等技術和模式的創新和突破。包括盡早建立綠氨、綠色化肥、綠色燃料等標準與認證體系,推動其與國際標準的互認和對接;在技術創新方面,推進新型催化劑、低溫低壓合成方法以及柔性工藝等技術的發展。
企業層面要設定明確的轉型目標和綠氨發展規劃,強化產業鏈協作,錨定早期綠氨下游應用機會。包括在內部發展規劃方面,開展企業級和主要工序級的碳排放摸底,并設定減碳目標;對外合作方面,積極與發電企業、氨儲運、化肥生產企業、港口等建立早期的合作伙伴關系。
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