馮相昭?鞏藝飛

發(fā)展綠氫正逐漸成為重塑全球能源架構(gòu)的關(guān)鍵手段，已成為日本、美國、歐盟、韓國等主要經(jīng)濟(jì)體的戰(zhàn)略選擇；綠氫和綠氨之間存在著密切的生產(chǎn)和應(yīng)用關(guān)系，綠氨的直接生產(chǎn)原料是綠氫和空氣中的氮，還成為綠氫的儲運(yùn)載體

綠氨作為清潔能源，未來應(yīng)用場景多種多樣，重點(diǎn)涉及摻混發(fā)電、摻混燃燒、航運(yùn)燃料、儲能載體等領(lǐng)域

當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)凈零碳排放目標(biāo)已是全球共識，發(fā)展綠氫正逐漸成為重塑全球能源架構(gòu)的關(guān)鍵手段。綠氨與綠氫密切相關(guān)，主要由綠氫與從空氣中分離得到的氮?dú)饨?jīng)過一定的工藝合成制備。綠氨燃燒后不產(chǎn)生二氧化碳，因此被普遍認(rèn)為是一種有潛力的清潔能源，發(fā)展綠氨產(chǎn)業(yè)成為日本、美國、歐盟、韓國等主要經(jīng)濟(jì)體的戰(zhàn)略選擇。

基于此，有必要系統(tǒng)梳理國外實(shí)施綠氨戰(zhàn)略的進(jìn)展，分析凝練其經(jīng)驗(yàn)做法，結(jié)合實(shí)際國情提出我國發(fā)展綠氨的相關(guān)對策建議。

歐美日韓等經(jīng)濟(jì)體發(fā)展綠氨產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展

以實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)為主線，加快綠氨產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部署。日本、韓國、美國、歐盟等主要經(jīng)濟(jì)體均已將氨能納入政府能源戰(zhàn)略，作為未來實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。從產(chǎn)業(yè)政策看，日本重點(diǎn)從資金扶持和規(guī)劃完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)兩方面對從事氫、氨能生產(chǎn)和供給的企業(yè)進(jìn)行支持，以此著力促進(jìn)包括發(fā)電、航運(yùn)和化學(xué)品在內(nèi)的不同行業(yè)的脫碳。韓國則將2022年作為氫氣氨氣發(fā)電元年，制定了發(fā)展計(jì)劃和路線圖，印發(fā)“氫氣和氨氣發(fā)電指南”，推廣有關(guān)技術(shù)在LNG發(fā)電站使用。從儲運(yùn)設(shè)施看，歐美國家積極布局氨相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，截至2023年，美國建有1萬多座氨儲存設(shè)施及超過3000公里的液氨管道。

以能源安全為核心，重塑能源供給生態(tài)系統(tǒng)。從目標(biāo)規(guī)劃看，日本正積極推進(jìn)氨燃料與煤的混燃技術(shù)，計(jì)劃2030年實(shí)現(xiàn)以20%的比例與煤炭混合燃燒發(fā)電，2050年實(shí)現(xiàn)100%的氨燃燒，成套實(shí)用化部署氨混燃與氮氧化物協(xié)同減排裝置，加快氨燃料代替化石燃料的步伐。韓國計(jì)劃從2030年起實(shí)現(xiàn)氨燃料發(fā)電商業(yè)化，將氨燃料在發(fā)電領(lǐng)域的占比提高到3.6%。國際合作方面，日本已與澳大利亞簽訂綠氨長期供應(yīng)合同，通過海運(yùn)將液氨運(yùn)送至日本。2024年日本JERA公司宣布與印度大型可再生能源公司ReNew聯(lián)合建設(shè)綠氨項(xiàng)目，項(xiàng)目計(jì)劃于2030年投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá)10萬噸。2023年韓國和澳大利亞開始在昆士蘭州以綠氫和綠氨為主題共同合作建立綠色能源走廊。沙特阿美聯(lián)合美國空氣產(chǎn)品公司等在沙特投資的NEOM綠氫/綠氨項(xiàng)目未來將全部由可再生能源供電，計(jì)劃于2026年完成。

以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，強(qiáng)化綠氨產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐。綠氫和綠氨存在密切的生產(chǎn)和應(yīng)用關(guān)系，綠氨的直接生產(chǎn)原料是綠氫和空氣中的氮，成為綠氫的儲運(yùn)載體。在低碳燃燒發(fā)電方面，日本重點(diǎn)發(fā)展更具優(yōu)勢的大型氫/氨燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，開展燃煤鍋爐混氨/純氨燃燒技術(shù)開發(fā)，密切關(guān)注氫氣供應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，開展氫供應(yīng)鏈和發(fā)電的綜合示范。韓國加強(qiáng)電力領(lǐng)域國企和民企合作，從2022年起開展無碳環(huán)保氨氣發(fā)電技術(shù)聯(lián)合研發(fā)。在供熱方面，日本正推進(jìn)以氫、氨為主導(dǎo)的中高溫供熱，進(jìn)行氫、氨燃燒器和鍋爐的技術(shù)開發(fā)和示范。在燃料供應(yīng)方面，挪威正推進(jìn)氨動力船及海上氨燃料加注技術(shù)研發(fā)，建立氨燃料加注網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)氨能航運(yùn)的全產(chǎn)業(yè)鏈無碳化。

主要經(jīng)驗(yàn)做法

一是大力支持關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，注重提升基礎(chǔ)研究能力。綠氨作為清潔能源，未來應(yīng)用場景多，重點(diǎn)涉及摻混發(fā)電、摻混燃燒、航運(yùn)燃料、儲能載體等領(lǐng)域。其中，在摻混發(fā)電方面，日本開展摻燒和純燒氨的科學(xué)基礎(chǔ)研究，提高燃煤摻燒氨的比例和純燒氨的示范試驗(yàn)。2017年，日本水島發(fā)電廠向155兆瓦燃煤鍋爐中添加0.6%~0.8%的氨，首次實(shí)現(xiàn)了氨煤共燃。2021年，日本啟動的碧南1000兆瓦熱電廠進(jìn)行了20%混氨燃燒測試。2023年日本三菱電機(jī)株式會社開始研發(fā)世界首個以純氨為燃料的氨氣40兆瓦級燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。美國已與日本IHI公司合作，共同制定燃?xì)廨啓C(jī)路線圖。在航運(yùn)燃料方面，日本郵船（NYK）聯(lián)手日本造船聯(lián)合（JMU）和日本船級社（NK）共同開發(fā)氨氣作為船舶燃料的應(yīng)用和液氨運(yùn)輸船，旨在研究使用氨氣作為船用燃料，探索氨氣的大量運(yùn)輸和供應(yīng)。

二是出臺生產(chǎn)激勵政策，提高產(chǎn)業(yè)競爭力。在政府基金方面，2020年7月，《歐盟氫能戰(zhàn)略》發(fā)布，提出到2050年氫能占?xì)W盟能源消費(fèi)的比重將由現(xiàn)階段的不足2%提高到13%～14%，逐步降低綠氫成本，從而降低綠氨成本。日本政府依托新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）成立了2萬億日元的“綠色創(chuàng)新基金”，“建設(shè)氫能社會”被列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域。在財(cái)政補(bǔ)貼方面，美國政府2022年8月簽署的《減通脹法案》為綠氫生產(chǎn)引入了高達(dá)3美元/千克的補(bǔ)貼，藍(lán)氨生產(chǎn)稅收抵免可轉(zhuǎn)化為100~150美元/噸的補(bǔ)貼，綠氨生產(chǎn)可獲得300美元/噸的補(bǔ)貼。2024年5月，日本議會通過《氫能社會促進(jìn)法案》，規(guī)定將向本地生產(chǎn)和進(jìn)口的任何類型的“低碳?xì)洹闭J(rèn)證供應(yīng)商提供15年補(bǔ)貼，為擴(kuò)大綠氨生產(chǎn)提供有力支撐。

三是積極拓展應(yīng)用場景，驅(qū)動全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在航運(yùn)燃料方面，2023年1月，日本企業(yè)研發(fā)的世界首艘氨氣浮式儲存再氣化駁船獲得日本船級社原則性認(rèn)可，日本政府計(jì)劃在2025年前完成純氨燃料船示范，2025年后開展推廣應(yīng)用。在摻混發(fā)電方面，日本IHI公司已建成10兆瓦的摻氨燃燒示范裝置，正推進(jìn)實(shí)施1000兆瓦規(guī)模的電廠摻氨實(shí)驗(yàn)，未來將實(shí)現(xiàn)20%混氨燃燒，還在開發(fā)易于供應(yīng)的液氨直噴燃燒技術(shù)，進(jìn)一步推進(jìn)氨摻燒方面的開發(fā)。2024年上半年，日本JERA公司已開始在其Hekinan燃煤電廠供燃氨，這是世界上第一個商業(yè)示范項(xiàng)目的一部分。

對我國發(fā)展綠氨產(chǎn)業(yè)的建議

我國綠氨產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，目前總體產(chǎn)能較小。根據(jù)公開數(shù)據(jù)，全球綠氨項(xiàng)目規(guī)劃近1億噸，我國現(xiàn)有在建及規(guī)劃的綠氨產(chǎn)能約1000萬噸。研究國外綠氨產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略經(jīng)驗(yàn)做法，對我國加快推進(jìn)綠氨產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定啟發(fā)意義。

一是要努力夯實(shí)綠氨關(guān)鍵技術(shù)和前沿技術(shù)研究基礎(chǔ)。加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)和源頭供給，聚焦化石能源低碳低成本合成氨和綠氨高效低成本合成、氨燃燒利用及尾氣處理、間接供氨式燃料電池等氨能應(yīng)用重點(diǎn)領(lǐng)域，突破一批關(guān)建核心技術(shù)和標(biāo)志性重大戰(zhàn)略產(chǎn)品。將可再生能源與氫能產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，以氨為儲能或儲氫載體，全力發(fā)展“清潔高效合成氨、經(jīng)濟(jì)安全氨能儲運(yùn)、無碳高效氨氫利用”的零碳循環(huán)技術(shù)路線。系統(tǒng)梳理合成氨行業(yè)節(jié)能降碳改造升級存在的技術(shù)難點(diǎn)和裝備短板，依托科研院所、骨干企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等創(chuàng)新資源，持續(xù)開展柔性合成氨工藝（熱催化+低溫低壓）、新型合成氨工藝（光催化、電化學(xué)、等離子體等）耦合綠氫等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，提升高效電解水制氫、低溫低壓合成氨等前沿技術(shù)支撐能力，積極開發(fā)新技術(shù)、新工藝，加快綠氨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

二是加快出臺綠氨研發(fā)、生產(chǎn)、使用激勵政策。鼓勵地方通過設(shè)立政府投資基金、引導(dǎo)基金等方式支持綠氫、綠氨領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用，鼓勵建設(shè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、研發(fā)中心等產(chǎn)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)，為綠氨科技創(chuàng)新企業(yè)培育發(fā)展提供資金支持。優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度，針對綠氨摻燒的煤電低碳化改造建設(shè)項(xiàng)目研究制定碳減排量核算方法，優(yōu)先支持碳減排效果突出的綠氨摻燒發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目接入電網(wǎng)。積極發(fā)展綠色金融和轉(zhuǎn)型金融產(chǎn)品服務(wù)，依托擴(kuò)大制造業(yè)中長期貸款投放專項(xiàng)工作，暢通銀企對接，鼓勵金融機(jī)構(gòu)按照市場化法治化原則為合成氨行業(yè)節(jié)能降碳改造和用能設(shè)備更新項(xiàng)目提供金融支持。

三是積極開展綠氨綜合利用和項(xiàng)目示范。跟蹤國際綠氨產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)，優(yōu)先發(fā)展綠氨在摻混燃燒、摻混發(fā)電、船用燃料等領(lǐng)域的綜合利用。鼓勵國內(nèi)上下游相關(guān)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，推動氨燃料發(fā)動機(jī)裝備研發(fā)、氨燃料船舶設(shè)計(jì)，以及液氨儲運(yùn)與加注等配套設(shè)施建設(shè)發(fā)展。加快推進(jìn)沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)大型風(fēng)電光伏基地配套煤電項(xiàng)目實(shí)施綠氨摻燒示范。探索開展氨能試點(diǎn)示范，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動科技創(chuàng)新，提升氨能戰(zhàn)略屬性，打造安全穩(wěn)定、高效可靠的氨能規(guī)?；瘧?yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈。依托能源公司和海運(yùn)集團(tuán)推動，加快氨作為船運(yùn)燃料的試點(diǎn)示范項(xiàng)目落地，提前布局港口氨燃料加注業(yè)務(wù)，打造全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ?。扎?shí)推動綠氨先進(jìn)適用技術(shù)工程示范，打通技術(shù)成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用路徑。

四是加快推動綠氨全產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)。圍繞“制備、儲運(yùn)、加注、應(yīng)用”等環(huán)節(jié)，吸引綠氨產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)集聚發(fā)展，支持優(yōu)勢企業(yè)以相互持股、戰(zhàn)略聯(lián)盟等各種方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，通過整合上下游產(chǎn)業(yè)要素，推動綠氨產(chǎn)業(yè)鏈從研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用到服務(wù)延伸發(fā)展，加速推動綠氨產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備的本地化生產(chǎn)。系統(tǒng)部署上游氨制備、中游氨儲運(yùn)和下游氨利用全產(chǎn)業(yè)鏈。研究適用于我國能源發(fā)展要求的液氨管道網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃，開發(fā)遠(yuǎn)距離液氨管道運(yùn)輸技術(shù)體系，支撐我國形成成熟的氨能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，面向未來氨燃料市場和遠(yuǎn)途貿(mào)易市場。根據(jù)氨現(xiàn)有產(chǎn)能基礎(chǔ)、產(chǎn)能擴(kuò)建規(guī)劃和氨能需求預(yù)測，配套建設(shè)氨儲運(yùn)體系，實(shí)現(xiàn)氨生產(chǎn)端與利用端的有效銜接。

作者系工信部賽迪研究院研究員