9大项目新增430万吨/年产能！它为啥是新能源“下一站天后”？

9月23日晚间，吉电股份发布公告称，公司日前收到吉林省发改委通知，大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目取得核准（备案）。这一总投资63.32亿元，建设地点位于吉林省大安市两家子镇、乐胜乡、海坨乡、吉林西部（大安）清洁能源化工产业园。该项目将建设风电项目700MW，光伏项目100MW，新建一座220千伏升压站，配套40MW/80MWh储能，新建制氢、储氢及18万吨合成氨装置。

国内的氢氨一体化项目

除了这一项目国内已经开始有数个氢氨一体化项目签约或备案：

1、通辽千万千瓦级储氢氨一体化零碳产业园

9月8日，通辽市人民政府与中国投资协会、中国天楹共同签署《战略合作框架协议》，三方围绕通辽千万千瓦级储氢氨一体化零碳产业园建设达成战略合作，该项目包括风力发电6GW、光伏发电4GW，重力储能2GWH，绿氢5万吨/年，绿氨30万吨/年，总投资600亿元人民币。三方还将共同打造零碳产业装备制造中心，重点打造重力储能、绿氢、绿氨、生物质北方零碳装备制造业中心，总投资100亿元人民币。并共同发起成立重力储能研究院、绿氢研究院、绿氨研究院、生物质能研究院。

2、多伦县风光储氢制绿氨项目

8月14日，北京能源国际控股有限公司牵头的联合体与内蒙古锡林郭勒盟多伦县人民政府签署了风光储氢制绿氨项目合作开发框架协议。项目建成后，预计电解制氢规模日产300吨，年产绿氨规模达60万吨，将实现资源集约开发，拓展新能源利用新途径、新模式、新场景，推动区域绿色电力能源到绿色化工产品的产业链协同发展，助推地区能源结构转型升级。

3、乌拉特风光氢氨一体化项目

7月12日，国家能源集团国华投资蒙西公司乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢氨一体化新型示范项目获备案。该项目位于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区，占地面积约300亩，计划总投资23亿元，配套规划新能源装机容量110万千瓦，其中风电80万千瓦，光伏30万千瓦。

项目利用风光发电分解水制取高品质氢气，再用于生产合成氨，年产约30万吨绿氨，供蒙西地区工业园区化工生产使用。建成后，年用电量约30.31亿千瓦时，年产一吨氨约耗标煤164千克，排放二氧化碳0.54吨，预计每年可节约等价值标煤10.92万吨，能源消耗量远低于传统化石能源制氢。

4、乌拉特后旗绿氨技术有限公司30万吨绿氢合成氨项目

3月11日，乌拉特后旗绿氨技术有限公司30万吨绿氢合成氨项目获准予备案公示。该项目将建设年产30万吨绿氢合成氨生产线。

5、达茂旗绿氨技术有限公司绿氢合成氨项目

3月15日，达茂旗绿氨技术有限公司绿氢合成氨项目获准予备案公示。该项目将建设年产30万吨绿氢合成氨生产线。

6、达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氢制合成氨（绿氨）项目

3月18日，包头市达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氢制合成氨（绿氨）项目获准予备案公示。6月22日，该项目开工。该项目由国家电投与清华海峡研究院共同投资，智慧能源（国核电力院）为EPC牵头方。项目位于内蒙古自治区包头市达尔罕茂明安联合旗，主要包括200兆瓦风电、200兆瓦光伏，预计年发电量12.5亿千瓦时；采用风光电解制氢，年制氢1.78万吨；再以氢气和氮气为原料合成液氨产品，年产10万吨。

该项目采用绿色灵活化工技术，能够协同利用电制氢设备的灵活调节能力，将新能源发电转化为绿氢，进一步转换为绿氨，为新能源向化工领域深度拓展和应用提供技术路径，同时通过与电网进行电量交换解决新能源发电随机波动难以消纳难题，解决氢气应用场景瓶颈。与其他可再生能源制氢项目相比，该项目将绿氢转换为液氨可以有效降低产品的存储和运输成本，同时扩大绿色产品销售与应用范围。

7、赤峰市风光制绿氢绿氨一体化示范项目

3月28日，赤峰市人民政府与远景科技集团举行战略合作协议签约仪式。依据协议，远景科技集团将在赤峰市建设风光制绿氢绿氨一体化示范项目，总投资约为400亿元，预计2028年前建成投产。其中，该项目规划年产152万吨零碳工业气体产品，一期项目将于两年内投产，成为全球首个零碳氢氨项目。

绿氢绿氨生产基地将为赤峰经济技术开发区区内工业生产提供零碳氨、氢、氧、氮等工业气体产品，削减园区碳排放量，依托零碳工业气体产品优势及先进贮能型空分工艺，将元宝山化工园区打造成零碳化工园区。

8、国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目

5月5日，阿拉善盟2022春季全盟集中签约，其中包含国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目。本项目通过风光氢氨一体化设计，依托高新区化工企业用能高、用氢（氨）多的现状，为高新区提供新能源绿电，并进行绿氢、绿氨生产和供应。项目预计总投资额为人民币137亿元，其中氢氨项目投资人民币13亿元。

项目建成后每年产生新能源发电量47.59亿千瓦时，年制氨70万吨，分期实施一期制氨20万吨，年制氢量4万标方。项目可再生能源利用率达到94.73%。项目建成后，通过沙产业、新能源、氢氨工厂等多个项目，带动就业人数约500人，生态修复面积达约2.5万亩，每年减排二氧化碳约475万吨，年利税约2亿元。

从这些项目签约方看，国家电投、吉电股份、国家能源集团、京能集团等央国企仍占签约主体，除此外，中国天楹和远景科技也参与和主导了大笔投资在氢氨项目。从项目地来看，三北区域依旧是氢氨一体化项目中重镇。

为什么要发展氨能源？

本世纪以来氨燃料的研发应用越来越受到重视。美国、加拿大、荷兰、日本等国家的学者均在积极探索氨能的发展潜力。2004年起，美国每年举行一次“氨学术交流会议”，2008年更是将会议主题定为“氨-美国能源独立的关键”。

已有氢能，为什么要发展氨能？

第一，在防爆方面，氨（NH3）比氢（H2）更为安全。氢的燃点为570℃，爆炸极限为4％－75％，火焰传播速度在2－3m／s，而氨的燃点为650℃左右，爆炸极限为16％－25％，火焰传播速度约为几十厘米每秒。另外，氢无色无味，泄露过程中不容易发现，而氨具有刺激性气味，在泄露初期更容易被发现解决。因此，在防爆方面，氨的使用比氢的使用具有更好的安全性。

第二，氨具有存储优势。氢的临界温度为零下239.96℃，临界压力为1.32MPa。氢如果需要在常压下保持液态形式，则需要将环境温度继续降至零下253℃，这不仅将耗费大量的能量制冷，并且由于内外温差大，氢的气化不可避免，50立方米的储氢罐一般会以每天0.4％的速度发生蒸发; 氨的临界温度高达132.4℃，此时的临界压力也仅11.298MPa。

氨可以在8.58个大气压下、温度为20℃的环境中以液态的方式储存，也可以在常压、温度为－33℃的条件下储存液氨。因此，氨的储存比氢的储存更简单。

由于储存压力或储存温度较低，氨储气瓶的材料厚度（或提供强度或提供保温）可远低于氢储气瓶，因此氨储气瓶占总质量比重低。另外，氨气可以在常温下加压液化储存，这能避免液氨气化导致的气体损失，从而极大地延长储存时间，这是低温液氢储存不可能达到的工况。

第三，氨具有输运优势。首先，氨的体积能量密度是液氢的两倍。在同样的容积内，能够输送的氨能蕴含能量高一倍。另外，液氢的保存温度非常低，这需要非常厚的保温材料。因此储存的氢气大约是低温储存箱体总质量的20％，体积占总箱体的50％。在实际运输中，需要消耗许多额外的能量用于储存罐的运输。

第四，氨的基础设施更为完备。氨是一种常用的化工用品，每年世界对氨的需求量为两亿吨左右，一个广泛运用的氨输送体系已经存在，而氢运输网络尚处于制定标准的起步阶段（氢能刚被列为2022年能源行业标准立项重点方向），以后还需要进行基础设施建设。

氨的应用

从实验室到工业化生产，科学家对合成氨技术探索了100多年。20世纪初，德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法，开启了合成氨的大规模工业化进程。基于该方法，用大量氨生产出的化肥，增加了全球粮食产量。

上世纪中期，比利时研究人员首先将氨作为燃料用于驱动汽车。美国航天局利用氧作为动力燃料开发研制了X-15型试验飞机。俄罗斯发动机制造商Energomash公司正在研制以氨-乙炔混合物为燃料的新型发动机。瑞典ASEA公司设计了一台200千瓦的液氨-液氧燃料电池用于驱动潜水艇。从上世纪六十年代开始，氨燃料从军用到民用，正在逐渐地市场化。

日本、韩国的不少汽车公司也研发推出氨燃料汽车。日本更重视氨，是认为氨将对2050年前将实现碳中和举足轻重。燃烧氨与化石燃料不同，它不排放使地球变暖的二氧化碳，而且比起化石燃料更容易运输。液氨，也被捧为绿色燃料的潜在来源。

自福岛核灾难以来，日本几乎没有化石燃料储备，而且核电能力也有限。绿氨联合会执行副总裁兼代表主任村崎茂说，“氨水是日本最便宜、最可行的选择”。日本首相认为，“2040年以前”，氨可以产生日本电力需求的十分之一。2021年9月，沙特石油公司和日本能源智库组织了一批40吨的蓝色氨运往日本，在一个燃煤发电站和两个小型燃气轮机中进行实验燃烧，这位研究氨能源提供了更好的数据来源。

此外，日本也高度重视氨燃料产业链布局。根据日本经济产业省公布的数据，到2030年，日本的发电用燃料中氢和氨将各占10%，到2050年，将在全球建成1亿吨规模的氨供应链网络。

绿氨=绿氢2.0

但是，这种气体能否提供超越核能的能量，在很大程度上取决于未来的技术创新，尤其是因为目前大多数生产氨气的方法本身都会排放二氧化碳。而在生态方面， “绿色”氨，由水、空气和可持续电力的化学反应制造。

基于Haber-Bosch电化学体系，用绿氢和氮气合成绿氨，是制备绿氨的重要途径。利用电解水制氢技术，由太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的电力产生绿电，通过电解槽装置（碱性或质子膜PEM 、AEM等）将水电解成氢气和氧气。

氢气经过净化提纯得到99.999%纯度的绿氢，氮气来自于PSA或空分，氢气、氮气按一定比例混合后进入氨合成反应器，在反应器内部换热后进入催化剂床层，并在催化剂的作用下反应，反应后的高温气体经过空冷器、水冷器、冷交换器、氨冷器进行冷却后，进入高压氨分分离液氨；再将液氨送入罐区液氨储罐中储存。

近年来，能源资本开始大举进入绿氨行业。据调查，发动机企业康明斯、氢燃料电池龙头企业普拉格等都开始打造氨氢供应链。

2020年，印度大型光伏企业携手可持续发展解决方案提供者南京凯普索建立世界上首个绿色氨项目。该项目每年利用可再生能源生产超过1500吨绿氨，同时可每年减少CO2排放约6240吨。

2021年,全球最大氨生产商挪威Yara国际公司与挪威可再生能源巨头Statkraft以及可再生能源投资公司AkerHorizons宣布要在挪威建立欧洲第一个大规模的绿色氨项目。

当前，全球已迈入"氨=氢2.0" 时代，绿电、绿氢、绿氨更是大势所趋。中国布局氢能源研发也是能源战略上的重要组成部分。我国对氨能源研究起步较晚、实际应用中难免产生氮氧化物、氨气单独燃烧效果较差、合成氨工业耗能巨大；但是我们一直没有停止在这方面的技术探索。

2021年12月10日，福州大学、北京三聚环保新材料股份有限公司、紫金矿业集团股份有限公司在福州举行绿色能源重大产业项目战略合作签约，成立合资公司，创建国内首家“氨-氢能源重大产业创新平台”，围绕“氨-氢”绿色能源重大技术开展深度合作，加快推动科技成果转化。福州大学江莉龙研发团队率先实现了新型的低温“氨分解制氢”催化剂的产业化，探索了以氨为氢能载体的颠覆传统高压储氢方式，为发展“氨-氢”绿色能源产业奠定了坚实的基础。

2022年1月4日，宁夏工信厅同意由宁夏电投太阳山能源有限公司牵头，联合宁夏庆华煤化集团有限公司、宁夏和宁化学有限公司、北京汉氢科技有限公司、厦门大学、银川能源学院、宁夏氨氢研究院等区内外氨氢产业企业、院校、科研院所，共同组建宁夏氨氢产业联盟。

9月17日，在国家能源局等4部委与北京市人民政府联合主办的“2022全球能源转型高层论坛”上国家能源局局长章建华表示，积极探索绿氢、甲醇、氨能等替代化石能源的新方式、新途径。通过能源消费体系的升级换代，带动生产生活方式全面绿色转型。

伴随着“氨-氢”绿色能源项目的不断推进，有望解开产业的诸多难题，氨能源也将迎来更多的应用场景。