氨在新能源領(lǐng)域扮演的角色

當(dāng)您想到氨時(shí)，您可能會認(rèn)為它具有奇怪的氣味或被用于肥料，但最近它作為新能源而受到關(guān)注。
這次我們就來介紹一下氨的使用方法。

事實(shí)上，我們身邊到處都在使用氨。

氨（NH 3）在室溫下是一種無色、有刺激性氣味的氣體，是由氮（N）和氫（H）組成的化合物。

氨有著被用作肥料的強(qiáng)烈形象，但除了肥料之外，氨還用于工業(yè)用途。事實(shí)上，它是我們周圍使用的物品的基本原材料。

• 對于肥料而言
  ，縱觀全球氨的使用率，約為80%，其中大部分作為肥料使用和消耗。隨著世界人口不斷增加，氨將繼續(xù)成為確保糧食安全的重要原材料。

• 工業(yè)用途
  剩余20%用于工業(yè)用途。例如，它是家電、服裝用尼龍的中間原料，也是腈綸纖維的主要原料。
   

氨有望在新能源領(lǐng)域發(fā)揮積極作用嗎？

政府宣布將實(shí)現(xiàn)脫碳社會，到2050年將溫室氣體排放量降至零。氨作為一種解決方案引起了人們的關(guān)注。氨的特別之處在于它
在燃燒時(shí)不會排放CO 2，目前正在研究它是否可以用來產(chǎn)生能量。這次，我們將介紹四個(gè)研究和開發(fā)特別先進(jìn)的領(lǐng)域。

1) 無碳能源燃料
氨是無碳物質(zhì)，即使燃燒也不會排放CO 2 。正在考慮使用此屬性的兩種方法。

• 混合燃燒（混合燃燒）
  只需將氨與燃煤發(fā)電混合并燃燒即可減少CO 2排放量。據(jù)估計(jì)，如果日本所有燃煤電廠都采用20%的混燃，每年可實(shí)現(xiàn)約4000萬噸的減排。

• 僅燃燒氨（直接燃燒）
  發(fā)電的技術(shù)也已開始開發(fā)。如果日本所有燃煤發(fā)電全部更換為純氨發(fā)電，預(yù)計(jì)可減少CO 2排放量約2億噸。
   

*1 根據(jù)國內(nèi)主要電力公司擁有的所有燃煤發(fā)電估算，包括混合燃燒/單獨(dú)燃燒。
*2 日本的二氧化碳排放量約為12億噸，其中電力部門約占4億噸。

2）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電
利用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的研究正在取得進(jìn)展。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電通過燃燒液化天然氣等燃料并使用燃燒氣體轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪來發(fā)電。目前正在考慮通過將當(dāng)時(shí)使用的燃料和氨共燃或單獨(dú)燃燒氨來發(fā)電的方法。

3）氫載體氫載體
被認(rèn)為是運(yùn)輸下一代能源氫的一種手段。由于氨是一種含有氫分子的物質(zhì)，因此正在考慮將其轉(zhuǎn)化為氨并運(yùn)輸，然后在使用時(shí)將其轉(zhuǎn)化回氫的方法。氫的運(yùn)輸技術(shù)尚未被成熟建立，但氨被認(rèn)為是一種有效的方法，因?yàn)榘踩\(yùn)輸氨的技術(shù)和供應(yīng)鏈已經(jīng)建立。

4) 燃料電池中氫氣的替代
氫氣用于稱為固體氧化物燃料電池的燃料電池。用氨代替氫氣的研究也在進(jìn)行中。

概括

氨不僅用于肥料，還用于我們周圍的許多產(chǎn)品。不僅如此，人們越來越期望它可以作為無碳能源燃料，邁向脫碳社會。目前正在進(jìn)行研究和開發(fā)，通過氨的混燒或單獨(dú)燃燒來減少CO 2排放，并將其用作下一代能源的氫載體和氫的替代品。氨對于我們的生活一直至關(guān)重要，而且其重要性似乎還在增加。如果發(fā)生這種情況，未來可能需要通過氨測量進(jìn)行管理，以優(yōu)化氨的使用。