在新能源替代传统能源成为共识的今天,不少中外车企都推出了新能源车。大街上奔跑的新能源车越来越多,不少人在买车时也会优先考虑新能源汽车,以前汽车尾气排放是污染城市空气的一大“杀手”,如今实现新能源替代后,汽车越来越节能环保。
而另一个“碳排大户”——航运巨轮,至今仍没有实现大规模新能源替代。根据国际海事组织的数据:世界航运业每年的氧化亚氮、二氧化碳等温室气体排放量都超过了10亿吨,其中98%都是二氧化碳。为啥碳排放如此严重的航运船舶,不进行新能源变革呢?
其实不是没有改变,而是航运业要实现零排放,面临着诸多困难。首先大规模普及电动船舶肯定不现实,航运巨轮运输的东西多,如果是跨洋运输,电力很难支持。此外人们又尝试过甲醇、液化石油气、氢等可以替代重质燃油的新能源,但都不够完美。
在这些新能源中,有一种能源脱颖而出,它就是绿氨。绿氨不会产生二氧化碳,而且很好运输储存,还有专家直言绿氨未来会成为最适合航运船舶的能源。
在说绿氨之前,我们先说说氨。氨作为一种新型燃料,十分方便储存以及运输。而且氨完全燃烧之后,产生的是氮气和水,完全不会污染环境,实现清洁无碳。
再加上氨的体积能量密度和柴油汽油差不多,还很抗爆,比氢更有优势。且氨密度小于空气,如果不小心泄露,很快就能消散或者溶于水。看完这些,氨作为清洁能源的实力可见一斑了。
而所谓的绿氨呢,其实就是绿色氨,它和蓝氨只是分解的原料不同。把可再生能源用电分解水分解后,合成的氨就是绿氨。但合成氨有一定的技术要求,加压、提温和能源消耗缺一不可,还要有足够的技术促使氨在低温低压的条件下也发生反应。
所以合成氨也是有技术壁垒的,正因如此,前几年绿氨的市场并不大,尽管日本、欧洲、美国等各个国家都早早地入局了。到年,绿氨的全球市场规模还只有万美元左右。
不过在能源转型和碳中和的大背景下,绿氨将会迎来一个爆发期。爱尔兰调查公司根据相关数据进行预测,到年,绿氨的全球市场规模将达到8.5亿美元,并且还可能持续扩大。
关于合成氨,人类最开始研究合成氨是在年,但却屡次失败,没有一次成功,还差点引起爆炸。直到20世纪初,德国物理学家哈伯发明了合成氨,还因此获得了诺贝尔奖。之后欧美国家不断研究新的合成氨技术,早早深耕合成氨领域。
在合成氨技术方面,我国虽然入局比欧美日本晚,但发展十分迅猛,不论是论文研究还是专利数量都远超日本,早在前几年就成为了仅次于欧洲合成氨巨头。
日本相关机构放出的数据中,到年,统计到的全球主要国家与地区的合成氨技术专利份额中,我国以27.4%位列第二,远超美国和日本。
再细分到具体企业,我年到年间的公司与机构的合成氨技术专利排行中,前五都是欧洲和中国的机构企业,瑞士的Casale以55项专利排行首位,我国的福州大学和中国石化分别以34和21项专利排行第二和第四。
年后我国在氨产业方面更是突飞猛进,由于近几年关于绿氨的竞争转移到新催化剂的开发领域,我国的企业也在这一领域加大投入,福州大学的江莉龙团队直接率先实现了低温氨分解制氢的新型催化剂的产业化,突破了颠覆性的关键技术。
目前我国已经是世界上氨产量第一的国家了,不管是合成氨技术,还是氨的生产储存运输,我国的技术都十分成熟。
虽然对于我们来说,合成氨已经是“老朋友”了,但把合成的绿氨当作燃料应用到航运业,还是新的应用领域,其研究推广还在起步当中。我国扎实的合成氨基础,只能作为助力,在研发方面仍是一点都不能松懈。
最近,我国在绿氨燃料的研发应用方面又迎来两项新进展。
12月10日,绿色能源重大产业项目的战略合作签约仪式在福州大学举行。仪式上,福州大学、紫金矿业和北京三聚环保宣布,共同斥资2.67亿成立合资公司,启动建设“氨-氢”绿色能源重大产业创新平台正式,这也是我国第一家。
福州大学的化肥催化剂国家工程研究中心,是我国在氨工业催化领域唯一的一个国家级平台。年该研究中心还开发出了世界上第一套原料为煤且安全低碳的合成氨新技术,打破了国外将近30年的技术垄断。
同样是12月18日,我国企业江南造船和中船贸易一起跟JSCo视频签署了相关合作备忘录,将合作建造2+2艘立方米的大型绿氨运输船,这将是世界上最大的绿氨动力运输船。
该大型绿氨运输船建成之后,可以实现运输世界各地开发出来的绿色合成的液态氨,满足东北亚地区和欧洲地区的用氨需求。
目前,我国、日本、欧洲和韩国都在研发绿氨燃料船舶,虽然还存在燃料供应不足、标准规范不够完善等问题,但随着绿色制氨和氨燃烧优化这两大技术的发展,航运业实现新能源替代和零碳排放,一定不是梦。
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