CO2排放大戶——合成氨或將實現(xiàn)零碳逆襲！

氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。市場上約有 80% 的氨用于化學肥料生產(chǎn)，20% 為其它化工產(chǎn)品原料。目前全球合成氨技術以哈伯法（Harber-Bosch method）為主，即以氫氣（由天然氣或煤炭等化石能源而來）和大氣中的氮氣為反應物，在高溫高壓條件下使用催化劑生成氨。哈伯法生產(chǎn)氨消耗了全球約 1.8% 的能源，而在此過程中排放的二氧化碳也占全球二氧化碳總排放量的 1.8%。

2021 年 8 月 25 日，韓國科學技術信息通信部的機械材料研究院發(fā)布消息，稱開發(fā)出了一種在常溫常壓下利用可再生能源生產(chǎn)氨的創(chuàng)新工藝。這是一種零碳排放的氨生產(chǎn)工藝，這項技術有望在未來為實現(xiàn)碳中和目標做出巨大貢獻。

上述工藝是一種綠色合成氨等離子體催化劑集成系統(tǒng)：利用大氣中的氮和水，通過等離子體催化劑集成系統(tǒng)生產(chǎn)合成氨的環(huán)保方法。這個過程不使用任何化石燃料，是一種可以產(chǎn)生“綠色氨”與零碳排放的技術，它能實現(xiàn)的產(chǎn)量比現(xiàn)有電化學氨生產(chǎn)技術高出 300-400 倍，被認為是 Haber-Bosch 法的主要替代方式。

與現(xiàn)有氨生產(chǎn)法對高溫高壓的需求不同，此法中水和氮的反應發(fā)生在常溫常壓條件下。另外，氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物 —— 硝酸鹽溶液，還可作為農(nóng)業(yè)營養(yǎng)液和氧化劑使用。

未來，該研究團隊希望通過開發(fā)規(guī)模化和商業(yè)化技術來降低氨的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。同時，該團隊還打算與國內外工程公司合作，將他們的成果擴大到合成氨工廠，尤其是運行條件為常溫常壓的中小型工廠。

在全球碳減排大環(huán)境下，各國企業(yè)在綠氨方面均做了大量的研究工作，有的項目已經(jīng)邁出了實質性的步伐。這些企業(yè)包括能源公司、石化和化工公司以及投資公司，且多數(shù)新項目均為合資合作。

目前，與綠氨的項目有關的公司梳理如下：

中國 2030 年碳達峰和 2060 年碳中和目標已確定，碳減排壓力巨大。我國石化和化工行業(yè)能源消費量達 4.2 億噸標煤，約占到全國消費總量的 8.4%；我國石化和化工行業(yè)每年的 CO? 排放量達到 11 億噸左右，約占全國排放總量的 10%。

2020 年我國合成氨行業(yè)二氧化碳 (CO?) 的排放量占石化和化工行業(yè)排放總量的 19.9%，屬于相關子行業(yè)中的高碳排放行業(yè)。市場上 75% 的合成氨生產(chǎn)需以煤炭為原料，生產(chǎn) 1 噸合成氨，煤頭路線 CO? 排放約為 4.2 噸，天然氣頭路線約為 2.04 噸。

未來，合成氨需求仍將呈上升趨勢，而化石能源減排任務艱巨。在“雙碳”大背景下，合成氨企業(yè)可重點關注利用可再生能源生產(chǎn)綠氨的新技術新進展，以期在綠色可持續(xù)發(fā)展方面找到新的藍海。