当前全球已跨入“气体能源时代”，其“主动脉”当推“含碳的氢能源”——天然气即甲烷(CH4)，而其“主静脉”唯有“含氢无碳能源”——氨（NH3）可以胜任。

以化石燃料为原料制取的氨气很可能成为未来氢气大规模运输的重要载体，考虑到转换氢气成本低廉、氨气供应充足等优势，氨-氢这一储运方式将成为媲美液氢的新兴储运方式。

氨是除氢以外最宜生产的可再生燃料，具有极其重要的战略资源价值。氨可由水中的氢和空气中的氮合成，并在氨燃料电池或氨内燃机或氧化燃烧时还原为水和空气。在目前普遍采用的工业化合成氨生产中，所需的氮可自空气中直接获得。而氢的来源则为天然气、煤炭、石油、生物质及水。随着未来天然气的供不应求，氢的来源势必渐以煤、生物质和水为主，并最终依赖生物质与水。制氨所需的能源也势必从目前的化石能源（包括石油、天然气、煤炭等）及物理能（包括光、水力、风力、温差、核变等）最终走向只依赖物理能（特别是自然能），必然走向风光核分布式制氨的光辉道路。

现在人们把氨作为一种新能源进行研究，主要是基于两个考量：一是作为储氢介质，同时它还是一个零碳燃料。

氨具备常用燃料所须的各大特点：廉价、易得、易挥发、便储存，低污染，高燃烧值，高辛烷值，操作相对安全，可与一般材料兼容等。在作为燃料的普及应用上，氨较氢的最大优越性在于其能量密度大（同体积含能量液氨是液氢的1．5倍以上）、易液化（常压下负33摄氏度或常温下9个大气压均可使氨液化而氢在负240摄氏度以上则无法液化）、易储运（普通液化气钢瓶即可储氨而储氢则需特殊材料）。

储氢介质：

远距离运输氢，需要将其液化，在常压状态下，需要将其温度降低到-235摄氏度以下，能耗较高。如果以管道运输，则需要克服纯氢以及掺氢的气体给管道带来的安全隐患，攻克氢气管道的材料难题。

氨是由一个氮原子和三个氢原子组成的化合物，是天然的储氢介质；在常压状态下，只需要将温度降低到-33摄氏度，就能够将氨液化，便于安全运输。目前全球八成以上的氨被用于生产化肥，这让氨拥有着完备的贸易、运输体系。理论上，可以用可再生能源生产氢，再将氢转换为氨，运输到目的地。

12月10日，国内首家“氨-氢”绿色能源产业创新平台在闽启建据国际能源署预计，2040年全球“绿氢和蓝氢”需求将达7500万吨。发展氢能产业是实施“双碳”战略的重要抓手，然而氢气储运难和安全性差等问题制约了其产业化发展。研究发现，氨作为高效储氢介质，具有高能量密度、易液化储运、安全性高和无碳排放等优势。

零碳燃料：

液氨的比重与汽油相近。氨每千克5090大卡，汽油每千克10296大卡，虽其燃烧值仅约为汽油的一半，然而氨的辛烷值却远高于汽油，因而可大大增加内燃机压缩比以提高输出功率。氨内燃机的热效率可达50％甚至近60％，是通常汽油内燃机的两倍以上，因此也就足以在多种用途中成为可取代汽油的燃料。

不仅如此，以液氨为燃料的车辆可得到几乎免费的空调——液氨在气化时能大量吸热。从车船用优质燃料角度，每吨液氨的价格只有2500元，但却能完全足以替代每吨10000元的成品汽油。在智能电网中，氨的再生与其高效内燃机发电循环，与天然气的多级热电联产，可以成为一个联合体，实现60%到80%的发电效率与高达90%的热效率，并可望实现COP高达5到10倍能效的建筑体新型供能方式。

多国积极布局氨-氢产业

近年来，氢能热潮席卷全球，氢产业成为多国能源领域发展的重点，然而，氢气的远距离运输却始终是行业的痛点。据记者了解，在我国氢气储运环节中，高压长管拖车储运氢气目前是行业主流，但这一方式却因储氢效率较低而发展前景受限。

在此情况下，化学储氢、低温液态储氢等新型方式受到了业界青睐，而氨-氢这一方式则是化学储氢技术路线中的一种。

在同等条件下，液氨在标准大气压下-33℃就能够实现液化，与之相比，如果直接运输液氢温度则需要降至-253℃左右，液氨运输难度相对更低。同时也有研究数据显示，液氨储氢中体积储氢密度相对液氢可高1.7倍，同时也远高于当前主流的高压长管拖车储运氢气的方式，其优势已较为明显。

事实上，截至目前，日本、澳大利亚等国均已在积极布局“氨经济”。在“碳中和”愿景下，利用可再生能源电解水制氢后，通过“氢-氨-氢”这一流程完成“绿氢”运输。从当前多国布局来看，氨-氢运输这一方式在大型氢出口项目领域尤其具有优势。

氢能发展催生传统领域新需求

氨化工作为传统化工的重要领域，在我国已有数十年的发展历史，液氨运输已十分成熟。事实上，作为一种氮氢化合物，氨在化肥、药物、日化等行业都应用广泛。在此情况下，氨也是当前全球产量最高的无机化合物之一。

中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非指出，不论是氢气合成氨还是氨分解为氢气、氮气，技术已十分成熟，近年来全球氢能的发展则为这一产业带来了新的需求。从原理上说，利用氨作为氢气载体并不是新生事物。我国合成氨工业已十分发达，氨主要来源于煤化工等领域。

在今年1月，中国科学院院士欧阳明高也在2021中国电动汽车百人会论坛上指出，能利用传统的工业催化技术合成氨，也能利用电催化方法合成氨，在能源革命的大背景下，氨以其质量储氢密度比以及体积储氢密度这两大优势，正在成为具有发展前景的氢运输载体。

氨-氢储运市场竞争力有待检验

全球范围内，目前日本、阿联酋、澳大利亚等国已将“氨”纳入其政府能源战略之中，与之对比的是，目前国内氢能行业中，氨-氢储运这一方式应用相对较少。在业内人士看来，氨-氢这一模式尽管研究热度不减，但最终能否成为工业主流，仍需考虑各国不同的资源禀赋，并经过一定的实践检验。

在韩涤非看来，尽管氨-氢这一储运方式拥有一定优势，但其劣势也不容忽视。他指出，液氨本身具有较强的腐蚀性，同时不论是将氢气、氮气合成氨气还是将氨气转换为氢气，都将有一定的损耗，这一反应的转换效率也有待提高。

随着氢能产业发展，氨-氢这一方式可能会成为氢气储运环节一种可行的解决方案，但不会是唯一的解决方案。相比较来说，利用常温、常压的甲醇重整制氢或是直接利用液氢等方式也有较大的市场竞争力。另外，此前也有业内专家告诉记者，随着氢能产业逐步走向成熟，在氢气储运环节中，大规模氢气管道运输预计将占据更大的市场份额。

与此同时，也有业内专家认为，尽管合成氨工业相对成熟，但要实现大规模氨氢转换，让“氨-氢”这一方式成为氢能产业的一环，目前仍需将氨分解制氢的大容量设备、纯化技术以及终端产品等产业链各环节进行集成。

文章来源： 韭菜的通天之旅，中国能源报