綠氫與綠氨的王霸之戰(zhàn)
前言:當(dāng)前世界公認(rèn)最清潔的能源,肯定非氫能源莫屬,尤其是日韓等國(guó)堅(jiān)持這么認(rèn)為。這更是日韓等國(guó)一直的堅(jiān)持,它們賭國(guó)運(yùn)式的筆直地奔向遠(yuǎn)方,也因此完美錯(cuò)過(guò)了動(dòng)力電池特別是動(dòng)力鋰電池的風(fēng)口。筆者堅(jiān)信,能源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型是可以規(guī)劃出來(lái),但在實(shí)踐中還是要摸著石頭過(guò)河,用實(shí)踐驗(yàn)證和反推戰(zhàn)略的正確性。近期,氫能源又迎來(lái)了一個(gè)勁敵。
一、綠氨大有后來(lái)居上之勢(shì)?
對(duì)于綠氫,我們發(fā)表過(guò)很多文章,再此不做贅述,而對(duì)于綠氨方興未艾,我們簡(jiǎn)要做下描述。氨能源是一種以氨為基礎(chǔ)的新能源,以無(wú)碳化合物作為清潔能源來(lái)代替化石燃料。氨可由水中的氫和空氣中的氮合成,并在氨燃料電池或氨內(nèi)燃機(jī)或氧化燃燒時(shí)還原為水和空氣。因此,氨也被視為除氫以外最宜生產(chǎn)的可再生燃料,具有非常重要的戰(zhàn)略資源價(jià)值。
在來(lái)源方面,氫的來(lái)源為天然氣、煤炭、石油、生物質(zhì)及水,而目前普遍采用的工業(yè)化合成氨需的氮可從空氣中直接獲得。隨著未來(lái)天然氣的供不應(yīng)求,氫的來(lái)源將最終依賴生物質(zhì)與水,其結(jié)果是必然帶來(lái)的非能源性物理消耗大幅增加,不可避免地與能源性功用產(chǎn)生巨大的沖突。但這些問(wèn)題,在制氨方面并不存在。
二、二者更像是一對(duì)CP?
筆者認(rèn)為,盡管綠氨的優(yōu)勢(shì)非常明顯,但從現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀之下,綠氫和綠氨之間不是簡(jiǎn)單地誰(shuí)替代誰(shuí)的問(wèn)題,二者之間存在著密切的生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)系,或者說(shuō)是上下游關(guān)系。這是因?yàn)榫G氨的直接生產(chǎn)原料除了要用空氣中的氮之外,還要使用大量的綠氫,而綠氨的物理屬性又讓它有望成為綠氫的儲(chǔ)運(yùn)載體。
隨著綠氨應(yīng)用的擴(kuò)大,對(duì)綠氫的需求也將同步增加;綠氫的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展也將推動(dòng)綠氨的生產(chǎn)和應(yīng)用,二者之間有可能形成一種相互促進(jìn)、共同發(fā)展的良性循環(huán)。根據(jù)制備來(lái)源的不同,氫氣可劃分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫,合成氨也是如此。由于氫氣是氨的主要生產(chǎn)原料,因此《報(bào)告》根據(jù)類似的標(biāo)準(zhǔn)也將氨分為了灰氨、藍(lán)氨、藍(lán)綠氨和綠氨。其中藍(lán)綠氨是指甲烷熱解過(guò)程將甲烷分解為氫和碳,并使用綠電將該過(guò)程中回收到的氫氣作為原料制氨。
眾所周知,氫氣的制取成本高、儲(chǔ)存及運(yùn)輸困難(安全性要求極高)等問(wèn)題,一直是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。而氨的儲(chǔ)存和運(yùn)輸技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,若將LNG站改造為加氨站將大大提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前通過(guò)液氨運(yùn)輸1千克氫的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸成本為0.1-0.2美元,遠(yuǎn)低于通過(guò)管道和輪船的氫運(yùn)輸渠道。同時(shí),以氫氣為原料制成的液氨,比液氫具有更高的體積能量密度,且氨比氫氣更容易液化。常壓下氨氣在-33℃就可以液化,而氫氣需要低于-253℃,且同體積下,液氨比液氫多出至少60%的氫,物理屬性非常契合。
三、綠氫綠氨,攜手減碳
氫能在當(dāng)下時(shí)點(diǎn)風(fēng)頭正盛,每隔一段時(shí)間相關(guān)概念股便會(huì)被炒作一遍,交投非;钴S。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟,2020年中國(guó)氫能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為3000億元,預(yù)計(jì)至2025和2035年,氫能行業(yè)產(chǎn)值將分別達(dá)1萬(wàn)億和5萬(wàn)億元規(guī)模。中國(guó)目前的合成氨市場(chǎng)規(guī)模同樣不容小覷,每年需求量為千萬(wàn)噸級(jí),規(guī)模位居全球第一。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2021年合成氨總產(chǎn)量5313萬(wàn)噸,占全球合成氨市場(chǎng)份額的30%左右。
從目前的取得手段看,合成氨與氫制取的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也類似,均以化石燃料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫為主。國(guó)際能源署(IEA)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球制氫來(lái)源中,天然氣制氫占比達(dá)62%,煤制氫占比19%,工業(yè)副產(chǎn)氫占比18%,電解水制氫不足1%。據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),未來(lái)中日韓三國(guó)的合成氨市場(chǎng)增長(zhǎng)速度領(lǐng)先于世界,預(yù)計(jì)2035年將達(dá)1.5億噸,其中作為燃料的動(dòng)力氨也將達(dá)到0.9億噸,市場(chǎng)占比60%。如此龐大的需求爆發(fā),倒逼著合成氨市場(chǎng)向綠氨加快轉(zhuǎn)型,綠氨和綠氫的市場(chǎng)容量和發(fā)展?jié)摿Χ挤浅>薮蟆?/p>
在減碳方面,無(wú)論是制氨還是制氫過(guò)程中所需的能源也勢(shì)必從目前的石油天然氣等化石能源最終都要走向只依風(fēng)光能自然能,而制氨更可能走向風(fēng)光核分布式的道路。所謂綠氫與綠氨的王霸之爭(zhēng),不過(guò)成本的比拼和市場(chǎng)分成的問(wèn)題。不難想象,攜手前行的綠氫和綠氨,將更加代表未來(lái)的發(fā)展方向。
原文標(biāo)題 : 分析丨綠氫與綠氨的王霸之戰(zhàn)……
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