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日企加强开发氨制造技术,成本减半

2022/04/08

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脱碳经济

       在作为脱碳化燃料而受到关注的氨领域,企业正在加强开发新的制造技术。日本大阪燃气等出资的美国新兴企业开发低压制造技术。此外,出光兴产将在2024年之前验证把生产成本抑制在约一半的技术。氨的制造目前仍以约100年前确立的方法为主,但也在不断推进转向更为清洁和廉价的制造技术。

 

       在美国科罗拉多州的首府丹佛,挑战新一代氨制造技术开发的美国初创企业Starfire Energy的研究所坐落于此。该公司开发了所需压力仅为此前约1/10的制造技术,目前具备每天100公斤的产能,力争今后进一步实现大型化。

 

       氨是氢和氮的化合物,目前被用于肥料等。不过,由于燃烧时不排放二氧化碳,在全球脱碳化的背景下,氨作为清洁燃料的运用日趋受到期待。以氨为燃料来发电还具备容易使用现有火力发电设备的优点。

 

       当前,氨的制造主要采用20世纪初期开发的“哈伯-博施法(HB法)”。通过合成以化石燃料制成的氢气和空气中的氮来制造。

 

       不过,在中间阶段制造氢时会排放大量二氧化碳,而且合成氢和氮时需要摄氏400~600度、100~300个标准大气压的条件,消耗大量的能源。据悉氨制造过程中的二氧化碳排放量占到全球整体的3%。

 

 

       目前对于制造过程的脱碳化,将制造氢气时排放的二氧化碳封存于地下的“蓝氨”和使用以太阳能等可再生能源制造的氢的“绿氨”受到期待。除此之外,还需要改善形成高温高压状态的工序。

 

       Starfire Energy将贵金属钌等用作催化剂,成功将所需压力降至约10~30个大气压。与哈伯-博施法采用的铁催化剂相比,即使在低压下也容易产生反应。生产设备形成将多种零部件组合起来的“模块化”,可安装在风电场等附近,有效利用可再生能源电力,能高效生产氨。

 

       源自可再生能源的电力受气象影响,发电量容易波动,如果采用可再生能源电力,氨制造也容易变得不稳定。Starfire Energy采用的机制是利用相关设备使制造氨所需的氮和氢不断循环,即使电力减少,也不影响氨的制造。

 

       该公司表示,利用这个方法,可使氨制造过程中的二氧化碳排放量减为零。该公司CEO John LoPorto强调称,“氨对于美国的电力公司来说将成为改变规则的燃料”。能够以低于美国市场价的价格制造氨。到2025年将以商用规模面向发电和船舶的燃料等启动供货。向该公司出资的大阪燃气在技术方面提供支援。

 

       日本的大型企业也致力于开发氨的制造方法。

 

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