氨或将取代氢气成为实现脱碳社会的主角
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摘 要：氨燃烧时不会排放二氧化碳，并且可以使用现有的运输工具和储存设施，不仅作为氢气运输载体的用途备受期待，最近其作为燃料的可能性和便利性也引起了广泛关注。
关键字：氨、氢、脱碳王牌、氨专烧发电、催化剂、氨供应链
氨作为日本2050年实现温室气体净零排放的王牌，正在引起越来越多的关注。氨燃烧不会排放二氧化碳（CO2），并且具有很多优点，例如可以使用现有的运输工具和储存设施等。作为取代化石燃料的“梦想燃料”，人们对氢气的期望很高，但一直不被人关注的氨即将跃居主角之位，成为“真正的解决方案”。
氨可以通过现有的运输船进口
（由三菱商事投资的印度尼西亚制造公司PAU的工厂）
“能给我们介绍一下相关企业吗？”4月，印度国有电力公司向总部设在日本的行业组织——清洁燃料氨协会进行了咨询。在印度，排放大量CO2的燃煤发电占发电量的70%以上（2016～2017年）。作为应对之策，氨成为了关注的焦点。
氨由氢和氮组成，可以燃烧并且不排放CO2。据计算，用氨代替一部分的煤炭的话，即可相应地减少CO2的排放量。
虽然氨有成为下一代燃料的潜力，但由于担心“它含有氮，燃烧时会产生大气污染物——氮氧化物（NOx）”，因此它往往存在于氢的阴影中。目前，大部分的氨都用在肥料上。
近来，氨突然引起关注的契机是温室气体净零排放目标的提出。熟知能源政策的日本国际大学教授橘川武郎评价称：“氨可以成为实现脱碳的王牌。”
最初，氨作为氢气运输载体的用途备受期待，最近，其作为燃料的可能性和便利性也引起了人们的注意。在常温常压下，氨为气体，而在零下33摄氏度时，氨会液化。与需要在零下253摄氏度下进行管理的液氢相比，液氨更容易运输。
氨的使用成本也较低。根据日本经济产业省的估算，仅使用氨的“专烧”发电的成本为每千瓦时23.5日元（约1.39人民币）（2018年），低于氢气的97.3日元（约5.75人民币）（2020年）。
JERA进行氨混烧实证实验的碧南火力发电厂
日本公司在技术开发方面处于领先地位。日本东京电力控股株式会社和日本中部电力公司对半出资的JERA公司将于2024年在碧南火力发电厂（爱知县）进行氨20%混烧试验。借此探索高效燃烧氨的条件，旨在2040年实现氨的专烧。
分析认为，如果将日本的燃煤发电换成氨专烧发电的话，可以减少约2亿吨的CO2，这相当于电力部门CO2排放量的一半，同时有望控制大气污染物的产生。
在中国、印度和东南亚，仅靠可再生能源无法满足伴随着经济增长而增长的电力需求。JERA公司也收到了“中国似乎也对氨感兴趣”的信息。JERA公司的技术管理战略部主管尾崎亮一称“未来我们可以出口日本技术。”
即便如此，之所以不能断言氨将“代替氢气成为主角”，是因为氨供应的不稳定。至今氨仍然是通过“哈伯-博世法”生产，这是一种在20世纪初开发出的高温高压方法，其生产设备有限，产量不能快速增加。
2019年氨的世界产量约为2亿吨，而交易量仅占10%左右，90%的产量被各个国家用于合成纤维和化肥的原料。
日本东京工业大学正在研究在低温低压下生产氨的催化剂
在增加海外采购的同时，如何增加日本国内的产量呢？日本秋田县大潟村开始了一项关键实验——计划通过太阳能或风力发电的电解来制造氢气，并在低温低压下与空气中的氮反应，将其转化为氨。
使用由东京工业大学所开发的催化剂，减少能源消耗的同时，致力于制氨设备的小型化，使其可收纳于约12米长的集装箱内。计划于2022年以后开始试生产。
东京工业大学表示，“我们还讨论将多余的氨在村里燃烧用于发电，并向其他地区售电”，这可能会成为日本国内氨生产的模式。
考虑利用大潟村附近的风力发电来生产氨
在日本经济产业省所公布的2030年的电源构成中，氢和氨将占1%。该数值基于总发电量为90亿千瓦时，约7座大型燃煤电厂的燃料中混烧20%的氨而计算得出。民营企业和经济产业省的官民协议会的目标是由日本主导，到2050年在全球建成1亿吨规模的氨供应链网络。
翻译：王宁愿
审校：李涵、贾陆叶
统稿：李淑珊
●NEDO：在燃料电池研发项目中新采纳了24个课题（包括隔膜表面处理技术的开发、气体扩散层的研发等）
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