二是由于氨在燃烧会生成氮氧化物 , 对空气的污染也不能忽视;
三是我国氨的生产目前还以煤炭为主要原料 , 不仅要消耗大量的能源 , 而且还排放大量二氧化碳 。
如果想要广泛使用氨燃料 , 就要对可再生能源的“绿氨”技术进行持续研发 , 用绿氢代替目前氨工业中的煤制氢 , 即绿氢替代灰氢 。
因为氨气有毒且有难闻气味 , 还需要制定严格的安全规定来防止泄漏 。 最后 , 还要对氨燃烧过程产生的有害的氮氧化物要通过可控硅催化转化等技术消除 。
毛宗强认为:在烧煤 , 重油的锅炉中 , 掺烧一定比例的氨气 , 会有明显减排效果 。 因此氨有很多新的用处:氨作为燃料用于船用内燃机 , 氨作为燃料用于锅炉 , 氨作为氢载体在目的地用氨制氢 , 氨直接用于固体氧化物燃料电池(SOFC) 。
文章图片
交通先行:海运“脱碳”氨燃料或大有可为
正如氢能大面积推广先从交通领域开始一样 , 对氨燃料的使用 , 交通领域也可以成为先行“试验田” 。
不过与氢燃料电池主要聚焦在汽车领域不同 , 目前对氨燃料的使用 , 全球不约而同地选择了远洋航运 。
之所以没有在汽车上大面积推广氨燃料 , 毛宗强认为主要原因是基础设施建设问题 , 几乎不可想象在已有的汽柴油加注体系之外 , 再建一套氨加注站系统 (以前在交通系统推进LPG,二甲醚燃料没能成功 , 缺乏庞大的加注系统是重要原因) , 次要原因是氨气的强烈刺激性气味也使其难以在汽车上大面积推广 。
当然 , 与汽车有关的一个例也不是没有 , 韩国能源研究所制造的氨引擎将液化石油气和汽油均转换为汽油 。 这是一种由70%的氨和30%的汽油混合而成的燃料 , 研究人员在装有这种发动机的汽车中以60至80 km /h的速度完成了测试 。
但毛宗强认为 , 同样在交通领域 , 氨燃料在航运业或将大有可为 。
一个不争的事实是 , 减少碳排放已成全球共识 , 世界各国对低碳航运的需求日益旺盛 。
为减少船舶温室气体排放 , 国际海事组织提出了相应的目标 。 即 , 与2008年相比 , 到2030年 , 国际航运碳强度要降低40% , 到2050年要减半船舶温室气体排放 。 船舶行业对低碳替代燃料的需求迎来强劲增长 。
与汽车相比 , 船用动力机特别是远洋船舶 , 需要较大的功率输出 。 船用动力系统目前主要以燃油为主 , 会排放大量的二氧化碳是燃油燃料的致命缺憾 , 据报道:海运产生的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的3%至4% , 不容忽视;虽然也有采用电力推动的船舶 , 但其电力来源还是主要来自于柴油发电机组 。
相比于其他燃料 , 氨燃料既能满足船舶大功率运输需求 , 又具有零碳排放的特性 , 适合作为船舶燃料 。
液氨的密度与汽油相近 , 虽然其燃烧值仅约为汽油的一半 , 但辛烷值却远高于汽油 , 只要增加内燃机压缩比 , 完全可以提高输出功率 。 氨内燃机的热效率可达到50%甚至近60% , 为通常汽油内燃机的两倍以上 。 因此 , 液氨可以成为可取代汽油的燃料 , 应用在内燃机中 。
【清华大学毛宗强教授:“氨可作为氢基能源”如何担当脱碳大任?】近年来全球各国都在积极布局氨燃料船舶的研发 。 2021年1月 , 韩国船级社发布了关于氨燃料动力船舶的研究报告 , 该报告从氨的生产和使用、经济效益 , 氨燃料电池和内燃机等方面对氨的相关特性进行了阐述 。
2021年4月 , 在第二届世界内燃机大会上 , 中船711(上海船用柴油机研究所)所长董建福表示 , 业界会开展船用内燃机低碳零碳技术研究 , 如氨燃料发动机以及氢发动机的关键技术研究 , 从低碳内燃机逐步过渡到零碳内燃机 。
特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。
