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?( 三 )


同时 , 氨燃料在船舶上的使用项目正在全球逐步展开 。
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?
文章图片

2019年底 , 中国船舶工业集团下属事业单位上海船舶研究设计院18万吨氨燃料散货船 , 取得了英国劳式船级社的原则性认可(AIP) 。 该船型全程采用氨燃料推进 , 满足主机零碳排放要求 。
2020年初 , 马来西亚国际船运有限公司、韩国三星重工、英国劳埃德船级社和德国船机制造商曼恩能源解决方案达成合作意向 , 将在未来3—4年进行内氨燃料油轮联合开发项目 。
现代Mipo造船公司也收到了英国劳埃德船级社要求开发氨燃料船的请求 , 并计划在未来五年内将氨推进船商业化 。
芬兰船用发动机制造商瓦锡兰、挪威海工船东Eidesvik以及挪威国有能源公司Equinor正在合作研发一艘以氨燃料电池为动力的零排放大型船舶 , 预计最早将于2024年下水 , 在2030年实现商业化
德国大众旗下MAN ES公司计划2024年完成MAN B&W ME-LGIP样机试验 。 首台氨燃料发动机试验计划2021年在哥本哈根研究中心开始 。 2019年已经成功地进行了氨燃烧性初步研究 , 2020年初 , MAN ES公司开始其MAN B&W ME-LGIP二冲程发动机氨燃料变型开发项目 。
2020年8月 , 丹麦Hafnia邮轮公司、瑞典阿法拉伐(Alfa Laval)、丹麦托普索公司(Haldor Topsoe)和维斯塔斯和西门子歌美飒共同发布白皮书 , 认为到2050年 , 氨燃料可为30%的商船船队提供动力 。 氨作为往复发动机的一种潜在燃料 。
……
不止于燃料:破解氢储运难题 , 液氨储运受关注
除了作为燃料外 , 氨作为氢基化合物 , 还有一个被广泛赞誉的功能就是储氢和制氢 。
氢气的远距离运输始终是行业的一个难点 。 “氨作为氢气的载体 , 不论是氢气合成氨还是氨分解为氢气、氮气 , 当前国内的技术已十分成熟 。 这就为利用氨进行氢的运输提供了良好的条件 。 ”毛宗强表示 。
因氨转换氢气成本低廉、氨气供应充足等优势 , 液氨或将成为媲美液氢的新兴储运方式 。
据了解 , 常温常压下氨为气态,增加压力或降低温度,氨都很容易液化;氨气不能在空气中直接燃烧 , 安全性更高 。
液氨在标准大气压下-33℃就能够实现液化 , 而直接运输液氢温度则需要降至 -253℃左右 , 液氨运输难度相对更低 。 除车载船运外,液氨还可利用现有输气管输送 。
研究数据显示 , 液氨储氢中体积储氢密度相对液氢可高1.7倍 , 这个数据也远高于当前主流的高压长管拖车储运氢气的方式 。
在制氢方面 , 氨也有较为明显的优势 。 氨分解制氢属于含氢化合物高温热分解制氢 , 价格低廉、安全性好、附加值低、产物不含CO杂质 。
同时 , 氨分解制氢体系的理论质量储氢量是17.6%,高于电解水(11.1%)、甲醇-水蒸气重整(12%)等制氢体系 。
在技术方面 , 2015年 , 一家以色列新能源企业GenCell对外宣称研发出了新一代“液氢和氨基燃料电池” , 并在很多城市的关键点作能源备用 , 例如电信塔、通信基站、军队远程控制中心、蓄电池房、医院、公共设施以及安防等领域 。
2017年以色列推出一项极低能耗率的零污染储备电源的液氨氢燃料电池合作项目 , 该产品通过其专利的氨分解器,能以极低的能耗率和效费比将液氨分解为氢,继而作为氢燃料电池工作(1000L液氨可转化为2000KW·H) , 且不产生二氧化碳 。
通常裂解氨来生产氢燃料需要非常高的温度才能实现 , 2020年 , 东京工业大学(Tokyo Tech)的科学家通过采用常见的脱水剂氢化钙并向其中添加氟化物,首次成功开发出可以在低于50°C的温度下从氢气和氮气中合成氨的催化剂 , 让研究人员向可持续制氢迈出重要的一步 。

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。