全球绿色氢氨加速商业化 多个项目即将投产

21世纪经济报道记者 林典驰 赤峰、深圳报道

走进赤峰高新区元宝山产业园，一排排管道纵横交错，超大型储氨瓶屹立，与远处的风力发电机交相辉映，这是全球最大的绿色氢氨项目。

近期，远景科技集团绿色氢氨项目首期32万吨在内蒙古赤峰建成投产，这一项目远期产能规划将达到152万吨。同日，该项目首罐绿氨发车，首罐绿氨也拿到了必维国际检验集团的ISCC可再生氨证明。

无独有偶，全球范围内多个绿色氢氨项目正逐步迈向规模化、商业化新阶段。

7月8日，大安吉电绿氢合成氨一体化示范项目披露最新进展，建设已进入尾声，正在进行设备联调联试阶段，预计7月下旬产出首批绿氨, 该项目总投资额达到59.56亿元。

绿色氢氨项目的核心在于利用可再生能源（主要是风能和太阳能）进行电解水制氢，再通过化学反应生成氢氨（NH3），因此可再生能源的整合与项目的运行模式至关重要。许多大型项目都规划了专门配套的可再生能源发电设施，以确保氢气的“绿色”属性。

例如，沙特NEOM项目将建设4GW的太阳能和风能发电场，专门为电解槽供电。远景科技在内蒙古赤峰的项目则采用了完全离网的可再生能源系统，包括风力涡轮机和构网型光伏和储能，实现了能源的自给自足和生产的持续稳定，不依赖外部电网。

这种离网运行模式对于偏远地区或电网基础设施薄弱的地区尤为重要，可以最大限度地利用本地可再生能源，降低对电网的冲击，并提高项目的能源自主性，有助于公司将方案复制到全球各地。

“绿色石油也就是绿色氢氨醇，也是绿色化工、航运、钢铁等工业所需要的主要脱碳形式。”远景科技集团董事长张雷表示，“新石油”的产业基地，将会捕捉戈壁滩的风和光，转化成绿色燃料。

以氮气和氢气为原料的合成氨是一项成熟技术，几代化工人早已攻克煤制合成氨技术。

化工天然需要稳定的生产环境，而新能源又是天然波动的，因此合成绿氨的技术难度集中在了如何针对上游波动的可再生能源进行动态调整。

记者在现场调研发现，要想稳定输出“绿色石油”， 实现风光储与氢氨醇生产的动态耦合，需要智能的新型电力系统。

以赤峰项目为例，在发电侧，采用的是微电网绿电直连，做到风光储与氢氨醇生产的动态耦合。赤峰是内蒙古清洁能源大市和距离出海口最近的城市，结合赤峰地理条件，远景建造了GW级的新能源电站，自建专线供应绿电，不依赖传统电网。

然而，离网运行也带来了挑战，主要是如何平衡可再生能源的间歇性和波动性与电解槽及氨合成工艺对稳定电力供应的需求。

在用电侧，制氢环节采用的是以碱性电解水制氢为主，多种技术路线并行的方式，并针对不稳定的电力环境进行适应性改造。

此外，智能化的能源管理系统也至关重要，通过预测可再生能源的发电量，优化电解槽的负荷，并与储能系统协同工作，以确保生产的连续性和经济性。

远景氢能总工程师张健表示，氢氨合成环节则是针对上游波动的可再生能源适配。这一整个环节，与传统工业和电网完全不同，化工不再是电力的被动消耗者，而是主动参与者与稳定器。

公开信息显示，也有一些项目则选择并网运行，通过电网购买可再生能源电力，或者将项目接入电网，在可再生能源发电不足时从电网购电，在发电过剩时向电网售电。这种模式对电网的稳定性和可再生能源的消纳能力提出了更高要求。无论是离网还是并网，高效整合可再生能源，并确保绿色氢气的稳定生产是绿色氢氨项目成功的关键。

为了平抑可再生能源的波动性，确保生产的连续性，一些创新的储能技术也开始在绿色氢氨项目中得到应用。

远景赤峰项目采用了“液氮储能”技术。在该方案中，在电力充沛时，生产氮气的“动态储能空分装置”会自动提高负荷，将富余的绿电转化为液态氮气储存起来。

另一方面，通过电解槽生产的氢气可以储存起来，在需要时再用于合成氨或直接作为能源使用。盐穴储氢是未来大规模储氢的一种方式，例如美国得克萨斯州的Hydrogen City项目就计划利用当地的盐穴进行氢气储存。

选择合适的储能技术并优化其与可再生能源发电、电解制氢及氨合成系统的集成，同样是绿色氢氨项目成功的关键因素之一。

尽管绿色氢氨制备技术已经在实践中证明可行性，但在全球范围内，绿氨商业化还处于早期探索阶段，下一步是要解决场景应用和成本问题。

据记者了解，绿氨大致有四个应用方向，首先是用于农业，如远景赤峰零碳氢氨产业园内就有专门做化肥的企业，附近还有很多类似企业。第二个是化工，氨是全世界最重要的化工品。全世界对氨的需求在增长，带动粮食和化肥，包括尼龙服装等产业的增长。

绿氨更大的想象空间在于能源，氨在常压下冷却或加压常温下为液态，方便长距离运输，氨燃烧后可推动内燃机运转，释放热量的同时，排放出水和氮气，被认为是未来的零碳燃料，有望对远洋航运、重型工业等最难脱碳的领域提供清洁动力，因此也被视为新的“绿色石油”。

今天绿色能源发电成本已经超越了化石燃料的成本，为何不直接采用电力，为什么还需要“绿色石油”？

远景科技集团董事长张雷称，在能量的形态中电力和油是两种非常重要的形态。但油今天还是能源长时间储存的最低成本，如果要把赤峰项目的储罐装满氨，它折合的能量大致是1亿度电，容积达2万多方液氨。而1亿度电的储能成本将会需要投资600亿元。赤峰项目的氨罐建造只花了1.5亿元，能够储存将近1亿度电的能量，所以油的形态永远会成为能源世界一个重要的形态。

而在能源领域的应用主要集中在航运侧和发电侧，在航运领域，全球多数国家对碳中和都有要求，船需要使用氨和甲醇等低碳燃料。在发电领域，国家发展改革委就曾发文鼓励燃煤电厂掺烧绿氨发电，减少煤的消耗和降低碳排放的强度。

“2022年初，远景选择在赤峰建造绿氨项目，这三年里最难的是找到承购人，经过三年多的发展，远景在航运业、在发电领域、在化工企业的脱碳、钢铁行业脱碳，找到了市场应用。”远景能源高级副总裁、远景氢能市场产品线总裁郁峰在接受记者采访时表示。

事实证明，绿氨是有经济性的，在没有任何的政策补贴，完全市场化运作的情况下，是有可能实现商业目的的。

郁峰谈到，商业化的东西离不开成本，远景从发电侧到用电侧全流程降本增效，目前全球所有的正在推进的氢氨项目，远景在成本上具备竞争力。

赤峰项目投产后，远景将以该基地为基础，研究高效电解水技术、动态合成氨技术、绿甲醇工艺、氨裂解制氢及氨透平发电等有关技术，逐步形成以绿氢为中心的氨醇联产大型生产基地。