液氨制氢装置(氢云观察：氢气储运新方法？三聚环保发力液氨制氢)

Posted 2023-06-01

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近日，三聚环保发布公告称，公司近日与福州大学化肥催化剂国家工程研究中心(下称“福大化肥催化剂中心”)签署了《战略合作意向书》，双方一致同意在氨的高值高效利用等方面建立战略合作伙伴关系并达成本协议。

根据公告，三聚环保的合作企业具有丰富的氨资源，三聚环保在气体净化、分离、提纯等方面有一定的技术优势。福大化肥催化剂中心在氨合成技术研发方面具有丰富经验。

基于上述优势，双方将两个方面进行合作：

（1）开发氨分解制氢技术，将液氨作为储氢载体，实现氢气储运方式的变革；

（2）研发氨直接和间接燃料电池的系统集成技术，最终发展氨燃料电池。

三聚环保的目的是开展氨-氢能源利用模式的专项研究，以液氨运输模式代替高压氢气/液氢运输，探索氨分解制氢燃料电池及氨氧燃料电池的应用。从公告中频繁提及氢气运输及加氢站来看，液氨运输及氨分解燃料电池将会是合作的重点。

什么是氨-氢模式？

目前在氢能领域中，氢气储运主要以高压气态或液态方式，通过车载运输实现，这种方式存在体积能量密度低、安全隐患大、成本高和基础设施投资大等问题。在管道运输方面，由于“氢脆”现象，可能需要一套全新的管道基础设施，投资巨大。因此业界提出了多种替代方式，包括有机液体储氢、固体储氢、甲醇重整等。

将液氨作为氢载体，与甲醇重整的方式类似，即工厂生产氨若不是氢气，将氢能以氨气的形式进行储存运输，到达加氢站后再将氨分解为氢气与氮气，通过分离提纯的方式将氢气加注到车辆储氢罐中；或者是为车辆直接加注氨气，通过车载分解装置将氨转化为氢气，再将氢气供应给燃料电池。

由于液氨的运输已经较为成熟，运输工程的安全性大大提高，同时我国合成氨产量约占全球1/3，世界第一，因此氢能通过液氨的方式进行运输存在可操作性。

氨-氢模式困难之处

氨-氢模式的主要问题在于效率偏低与技术不成熟

（1）目前我国合成氨主要通过煤与水生成CO与H2，将H2提纯后与N2（氮气）反应合成氨。

因此，氨制氢实际上是一个“氢气-合成氨-氢气”的转化过程，与甲醇重整制氢（“氢气-甲醇-氢气”）一样存在效率上的问题。

（2）目前氨制氢存在分解温度高，导致能耗高和设备要求高等技术难题，催化剂方面，市面上甚至还没有成熟的产品，技术上有待突破。

因此，即使在技术方面问题（如催化剂）解决之后，氨制氢的方案依然要经过成本的考验：液氨运输节约下来的成本，能否覆盖“氢-氨-氢”上造成的浪费？

也许，氨-氢方案的优势会只剩下比纯氢运输更成熟、安全问题更可控这一点上了。