未來可以利用SOFC內(nèi)部的高溫將氨裂解。然而，SOFC的高運(yùn)行溫度(550——900°C)可能僅適用于無需頻繁開關(guān)的連續(xù)固定應(yīng)用。因此，SOFC可應(yīng)用于重型載具，例如用于航空、航運(yùn)、卡車運(yùn)輸?shù)取?/div>
此外，負(fù)責(zé)將氨催化分解為氫氣的SOFC陽極材料在連續(xù)運(yùn)行過程中應(yīng)該具備穩(wěn)定、耐用和耐高溫特性，但目前陽極材料的退化仍然是SOFC商業(yè)化的主要障礙。最近，Minutillo等人提出了一種基于以氨為燃料的SOFC技術(shù)的新型工廠配置，用于在加氫站現(xiàn)場(chǎng)制氫時(shí)同步生產(chǎn)電力。進(jìn)一步改進(jìn)SOFC和氨分解技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)這樣的概念是必要的。氨內(nèi)燃機(jī)雖然不需要從氨中還原氫氣，但除了會(huì)產(chǎn)生NOx排放外，還可能導(dǎo)致諸如點(diǎn)火困難、火焰速度低、壓縮率更高等其他問題。
（2）氨燃料在航運(yùn)業(yè)或?qū)⒋笥锌蔀?/div>
在航運(yùn)業(yè)，與汽車相比，船用動(dòng)力機(jī)特別是遠(yuǎn)洋船舶，需要較大的功率輸出。船用動(dòng)力系統(tǒng)目前主要以燃油為主，會(huì)排放大量的二氧化碳是燃油燃料的致命缺憾，據(jù)報(bào)道：海運(yùn)產(chǎn)生的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的3%至4%，不容忽視；雖然也有采用電力推動(dòng)的船舶，但其電力來源還是主要來自于柴油發(fā)電機(jī)組。
相比于其他燃料，氨燃料既能滿足船舶大功率運(yùn)輸需求，又具有零碳排放的特性，適合作為船舶燃料，當(dāng)前，氨燃料在船舶上的使用項(xiàng)目正在全球逐步展開。
02劣勢(shì)
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，盡管合成氨工業(yè)相對(duì)成熟，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氨氫轉(zhuǎn)換，讓“氨-氫”這一方式成為氫能產(chǎn)業(yè)的一環(huán)，目前仍需將氨分解制氫的大容量設(shè)備、純化技術(shù)以及終端產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行集成。
氨作為可行的氫儲(chǔ)能材料確實(shí)具有巨大潛力，但與液氫相比，使用氨作為氫載體的運(yùn)輸體系在整體的電-燃料-電(PFP)效率方面沒有明顯優(yōu)勢(shì)。另外，裂解過程對(duì)大量能量的需求限制了其未來的應(yīng)用。此外，凈化和壓縮后的氫氣用于供應(yīng)燃料電池汽車的財(cái)務(wù)和能源成本都很高，其中投入的電能和熱能成本難以通過其他方面的收益回收。
除了其技術(shù)挑戰(zhàn)外，氨的毒性（OSHA暴露限值為50×10-6）、親水性和腐蝕性也需要大量基礎(chǔ)設(shè)施，以避免意外泄露和設(shè)備腐蝕。一般認(rèn)為，氨可以作為固定發(fā)電的燃料，使用SOFC為偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。但作為氫載體，雖然其能量密度高，但還原氫氣需要大量的能量以裂解和壓縮，限制了它的應(yīng)用。從應(yīng)對(duì)氣候變化的角度看，采用以綠氫為原料來合成氨，替代傳統(tǒng)以化石能源為原料的合成氨工藝，是比采用氨作為氫載體更為有效的方法。
氨-氫能源路線市場(chǎng)現(xiàn)狀
全球范圍內(nèi)，目前日本、阿聯(lián)酋、澳大利亞等國(guó)已將“氨”納入其政府能源戰(zhàn)略之中，與之對(duì)比的是，目前國(guó)內(nèi)氫能行業(yè)中，氨-氫儲(chǔ)運(yùn)這一方式應(yīng)用相對(duì)較少。在業(yè)內(nèi)人士看來，氨-氫這一模式盡管研究熱度不減，但最終能否成為工業(yè)主流，仍需考慮各國(guó)不同的資源稟賦，并經(jīng)過一定的實(shí)踐和市場(chǎng)的檢驗(yàn)
基于氨的低價(jià)和安全運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)，原本將氫能作為“王牌”的日本政府，正在引入氨能，希望將發(fā)電廠和船舶的燃料替換成氨，憑借燃燒技術(shù)突破，以更低的成本實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年10月，日本政府發(fā)布第六版能源戰(zhàn)略計(jì)劃，首次提出引入氨能，具體體現(xiàn)在：“到2030年，利用氫和氨所生產(chǎn)出的電能將占日本能源消耗的1%。”
此外，在韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部2021年12月7日主持召開的第二次氫氣和氨氣發(fā)電推進(jìn)會(huì)議上，韓政府宣布將2022年作為氫氣氨氣發(fā)電元年，并制定發(fā)展計(jì)劃和路線圖，力求打造全球第一大氫氣和氨氣發(fā)電國(guó)。會(huì)議宣布，政府2022年共將投入400億韓元用于有關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并于2023年前制定“氫氣和氨氣發(fā)電指南”，推廣有關(guān)技術(shù)在LNG發(fā)電站使用。
圖 “氨-氫”綠色能源循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線
與日韓相比，我國(guó)在布局氫氨聯(lián)動(dòng)發(fā)展的速度并不慢。目前國(guó)內(nèi)已有多家科研單位以及企業(yè)開始謀劃布局氫氨產(chǎn)業(yè)鏈，國(guó)內(nèi)福建、寧夏等地以及國(guó)家能源集團(tuán)紛紛成立相關(guān)聯(lián)盟組織研討會(huì)，搶占先機(jī)。
2021年9月23日，由合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心能源研究院（安徽省能源實(shí)驗(yàn)室）與安徽省能源集團(tuán)有限公司聯(lián)合共建的“安徽能源協(xié)同創(chuàng)新中心”，在皖能銅陵發(fā)電公司揭牌成立，氨能利用發(fā)電項(xiàng)目同步啟動(dòng)
12月10日，福州大學(xué)、北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司在福州舉行綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目戰(zhàn)略合作簽約，成立合資公司，創(chuàng)建國(guó)內(nèi)首家“氨-氫能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)”，圍繞“氨-氫”綠色能源重大技術(shù)開展深度合作，加快推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化。福州大學(xué)江莉龍研發(fā)團(tuán)隊(duì)率先實(shí)現(xiàn)了新型的低溫“氨分解制氫”催化劑的產(chǎn)業(yè)化，探索了以氨為氫能載體的顛覆傳統(tǒng)高壓儲(chǔ)氫方式，為發(fā)展“氨-氫”綠色能源產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
12月13日，國(guó)家能源集團(tuán)召開氨能在煤炭運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會(huì)，會(huì)議總結(jié)了國(guó)家能源集團(tuán)當(dāng)前氫能氨能發(fā)展情況，要求充分認(rèn)識(shí)氫能、氨能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的重要戰(zhàn)略作用，做好應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)和技術(shù)研發(fā)布局。
12月27日，由佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、佛山歐神諾陶瓷有限公司和佛山市德力泰科技有限公司聯(lián)合發(fā)起成立的先進(jìn)零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心在仙湖實(shí)驗(yàn)室成立。該中心瞄準(zhǔn)窯爐零碳燃燒顛覆性關(guān)鍵技術(shù)，旨在打造國(guó)內(nèi)首家開展氫氨高溫窯爐零碳燃燒技術(shù)研發(fā)的綠色能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)。
2022年1月4日，寧夏工信廳同意由寧夏電投太陽山能源有限公司牽頭，聯(lián)合寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司、寧夏和寧化學(xué)有限公司、北京漢氫科技有限公司、廈門大學(xué)、銀川能源學(xué)院、寧夏氨氫研究院等區(qū)內(nèi)外氨氫產(chǎn)業(yè)企業(yè)、院校、科研院所，共同組建寧夏氨氫產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
2月13日，由福大紫金開發(fā)的3千瓦級(jí)氨-氫燃料電池發(fā)電站正式交付中國(guó)鐵塔龍巖分公司。
此前，吉電股份董事長(zhǎng)才延福就加快推動(dòng)“風(fēng)光制氫合成氨一體化項(xiàng)目”建設(shè)，提出四點(diǎn)要求：
?與地方政府緊密合作，積極協(xié)調(diào)落實(shí)新能源指標(biāo)事宜，根據(jù)電源結(jié)構(gòu)形式，搭建靈活、穩(wěn)定的電源結(jié)構(gòu)；
?積極推廣自主研發(fā)設(shè)備，加大PEM制氫技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)揮PEM制氫靈活性特點(diǎn)，促進(jìn)氫、氨生產(chǎn)耦合聯(lián)動(dòng)；
?著手引進(jìn)專業(yè)化工運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，彌補(bǔ)跨專業(yè)管理短板；
?保持開放、互利的合作態(tài)度，積極接洽意向投資方，實(shí)現(xiàn)合作共贏。
氫能源零碳循環(huán)的萬億藍(lán)海已經(jīng)打開，必將催生出一批領(lǐng)頭羊。在“氨-氫”的技術(shù)迭代下，加快發(fā)展集綠氨產(chǎn)業(yè)、氫能產(chǎn)業(yè)及可再生能源產(chǎn)業(yè)于一體的“零碳循環(huán)”的萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)保障國(guó)家能源安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
