日前，内蒙古乌兰察布四子王旗风光储氢氨一体化示范项目——合成绿氨建设项目在杜尔伯特化工园区启动，迈出新能源产业发展和零碳燃料制造坚实的一步。项目建成后，每年绿电发电量约63亿千瓦时，可节约标煤133.9万吨，二氧化碳减排632.78万吨。预计年产绿氢9万吨、绿氨50万吨。
氨作为零碳燃料和氢能的高效载体，可实现终端能源的无碳排放，在“双碳”目标背景下，氢氨融合日益成为能源行业发展的热点。业内人士表示，以“氨氢+新能源”模式发展的绿色氢氨醇一体化项目正在取代以往单一的并网发电项目，成为开发新方向。
氨能是氢能的最优零碳载体
“氨的储氢密度高、能量密度高，储氢成本低；同时，氨燃料在使用过程中，可以实现零碳排放。”近日，在谈起氨燃料的优势时，清华大学教授、长江学者特聘教授韩敏芳如此评价。
在合肥综合性国家科学中心能源研究院氢能源和氨应用研究中心主任罗广南看来，氨能是氢能的最优零碳载体，许多国家已经将“氨”视为“氢能的2.0版本”。
罗广南进一步介绍，由于氨的火焰传播速度很慢，可燃范围比较窄，所以储运相对安全。它还可以通过简单加压或降温等方式液化，因而液化、存储和运输成本较低，易于大规模、长周期、远距离储运，不受时空限制。
由于氨的热值与煤炭相近，与煤粉的匹配性较好。“因此，当前，国内外煤电锅炉降碳研究主要集中在燃煤掺氨。”罗广南强调。
美国、日本、英国、澳大利亚等国先后对氨能源进行了研究。比如，日本已经制定了2050年前实现纯氨锅炉零碳发电的路线图。
我国氨的应用步伐也日益加快。2022年，《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》提出，扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模，积极引导合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等行业由高碳工艺向低碳工艺转变，促进高耗能行业绿色低碳发展。今年2月，广东省佛山市南海区发布《佛山市南海区打造氢能和氨氢融合装备制造千亿产业集群实施方案（2024—2030年）》提出，至2030年，南海区氢能和氨氢融合装备制造产业将打造成为总产值超1000亿元、规上企业超100家的千亿产业集群。
多地已积极布局
记者注意到，以国家能源集团、国家电投、中国能源建设集团为代表的央国企开始布局、投资建设风光氢氨一体化项目。数据显示，自2024年以来，项目总投资近2000亿元。
2022年7月，国家能源集团国华投资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；2023年5月，国家电投吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化项目全面开工；2024年4月，天楹辽源风光储氢氨醇一体化项目聚焦“氢动吉林”行动，将风能、太阳能、储能、氢能源、甲醇生产等多领域有机融合，构筑起一条绿色能源的完整产业链，推动辽源由传统煤炭基地向现代零碳高地转变。
吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目（简称“大安项目”）是我国最大的绿氨投资标杆项目。吉电股份氢能业务总监、氢能产业中心主任王宪民介绍，大安项目总投资约60亿元，采用“绿氢消纳绿电、绿氨消纳绿氢”的一体化解决方案，建设包括800MW可再生能源，其中风电700MW、光伏100MW，通过“新能源+”模式耦合绿氢、绿氨、绿甲醇、绿油气等应用，促进绿电转化产业技术快速迭代，推动绿电转化产业规模化发展，为打造“生态大安”提供一条绿色低碳新途径。项目建成投产后，预计年产绿氢3.2万吨，年产绿氨18万吨，每年可减少二氧化碳排放65万吨，可安置就业岗位300余人，实现生态效益、经济效益、社会效益多重发展。
技术、经济性等问题需攻克
尽管氢氨和新能源的融合具有诸多优势，示范项目也在不断推进，但要实现其在我国甚至全球范围内的广泛应用，仍面临着诸多挑战。
和君咨询新能源事业二部研究员孙韶波前不久撰文指出，在技术方面，目前氢氨融合反应的能效和稳定性仍有待提高。此外，大规模制备氨气所需的催化剂和反应条件仍需进一步研究和优化。
与此同时，经济性也不容忽视，降低成本是氢氨融合技术面临的重要挑战之一。孙韶波表示，目前氢氨融合技术的成本相对较高，难以与传统能源竞争。
如何解决这些问题？王宪民建议国家出台相应的政策给予明确的指导，在资金上给予支持。
在加强关键核心技术研发方面，业内专家建议，将可再生能源与氢能产业相结合，以氨为储能或储氢载体，发展“清洁高效合成氨、经济安全氨能储运、无碳高效氢氨利用”的零碳循环技术路线。对绿氨高效低成本合成、氨燃烧利用及尾气处理的氨合成、氨能应用重点领域组织实施一批重大科技项目，建议集中力量攻关。
“在标准方面，国内行业标准还不够健全，需要进一步完善。”王宪民说，此外，还要科学防范项目建设中存在的风险。“比如，我们项目采用固体储氢，现在新的技术迭代非常快，将出现固体和液态混合的储氢模式。