为什么氢能被誉为终极能源？氢能与氨能又有什么联系？在氢能崛起的当下，氨能作为零碳燃料和氢能载体，有望在构建“氢能社会”上发挥及其重要的作用，氢氨一体化应运而生、发展迅速。
氢元素排列在化学元素周期表的第一位，是浩瀚宇宙中分布最广泛、最多的物质。放眼整个宇宙，75%的元素都是氢，并且氢的发热值极高，是一种仅次于核能的能量来源。同时，氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，是多能互补和能源耦合的核心，也是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再次生产的能源大规模发展的理想互联媒介。虽然氢能技术是在20世纪50年代末才出现的，当时大多数都用在军事和航空用途，但至20世纪90年代中期，由于全球化的进程，氢能技术的应用慢慢的变多，特别是在燃料电池技术的发展中发挥了重要作用。
在工业应用中氢能具有能源和原料的双重属性，作为能源可燃烧、发电、供热、应用于交通，作为化工基础原料可用于制氨、甲醇等，也可作为还原剂替代焦炭炼铁。近年来，随着能源转型的推进，氢能技术发展的潜在能力巨大，例如氢能储存和转化技术及氢燃料电池技术，将成为未来能源技术发展的重要方向。发展氢能产业对减少二氧化碳等温室气体排放、实现碳达峰碳中和目标，具备极其重大意义。
工业是当前脱碳难度最大的终端部门，化石能源不仅作为工业燃料，还是重要的工业原料。工业燃料通过可再次生产的能源及电气化可实现部分脱碳，但是作为工业原料部分，直接电气化的空间十分有限。
据中国氢能联盟统计，当前我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3342万吨/年。90%以上的氢气用作炼化与现代煤化工、合成氨、甲醇等，少量低浓度副产氢作为工业燃料使用。但目前，工业用氢基本全部依赖化石能源制取，通过低碳清洁氢替代应用潜力巨大。
氢能不仅可从化石能源中获取，还可通过电解水制取。通过电解水制氢可增加电力系灵活性，实现大规模储能及调峰，耦合电网和气网，有效解决电力不易长期存储问题，有助于实现异质能源跨地域和跨季节的优化配置，形成可持续高弹性的创新型多能互补系统。
绿色化工是未来发展的新趋势，化工企业深度脱碳需从绿色用电和绿色原料两方面实现。可再次生产的能源电解水制氢全过程零碳无污染，从“灰氢”到“绿氢”是实现绿色化工的重要方式之一。
合成氨是当前氢气需求量最大的应用领域，年需求量约1080万吨，约占我国氢气总需求量的1/3，但传统合成氨的生产往往伴随着大量的二氧化碳排放。将绿氢应用于合成氨的生产可避免水煤气变换反应的发生，在制氢端实现零碳排放。因此，以绿氢制绿氨的氢氨一体化发展也是现阶段氢能发展的重要方向。那么什么是氢氨一体化呢？
氢氨一体化将可再次生产的能源电解水产生的绿色氢气作为原料气参与合成氨反应，降低了合成氨工业的碳排放。
由中能建氢能公司研发-投资-建设-运营一体化开发的松原绿色氢氨一体化项目是国内首批规模化绿色氢基化工项目，计划年产绿色合成氨60万吨，一期建设20万吨级柔性合成氨装置。该项目计划采用国际领先的柔性合成氨、超轻度并网技术和新能源发电自发自用余电上网模式，实现了适应风光不稳定条件、满足日调节的多稳态柔性绿氨，明显提升复杂工况条件下的绿氨运行安全性、工艺鲁棒性和运营经济性，大幅度降低电解水制绿氢和合成氨成本。项目对完善氢能产业链，推进可再次生产的能源制氢规模化供应基地和多元化绿色氢基化工示范基地建设，实现“双碳”目标具备极其重大意义。
在下游，合成得到的氨可作为原料，用来制造氮肥和硝酸、铵盐和氰化物等无机化合物和各种胺和磺胺等有机物。同时，氨也可作为氢能运输的载体。目前氢储运技术尚未解决能效性、安全性等问题，而且广泛采用的高压氢气运输存在储氢密度低、压缩能耗高等问题，无法大规模远距离运输。这时，便需要氨了。
氢的沸点低至-253 ℃，而氨的沸点为-33.36℃，这使得氨与氢相比更易液化，液化成本也更低。氢属于极端易燃烧物质，而氨不易燃，这使得氨与氢相比安全性更高，便于工业运输。氨也具有较高的热容量，能够在一定程度上帮助控制储存温度，由此减少储存成本。其不易燃，易液化、易储存、便运输等优点，使其成为了绿氢利用的重要载体；其更高的安全性、更可靠的储存能力、更低的成本，使其成为了更安全的可持续性氢储运方式。
将高压交流电通过变压器、整流器转化为低压直流电，直流电连接电解槽的两端，电解小室中得直流电流将电解液电解为氢气和氧气。
氢气从阴极产生、氧气从阳极产生。产生的氢气经过气液处理系统、氢气纯化系统后进入氢气缓冲罐供合成氨工艺使用。
碱性液体水电解制氢（左）与质子交换膜水电解制氢（右）原理示意图（来源：中国工程院刊《中国工程科学》）
本项目合成氨的原料气氢气由电解水制氢获得，氮气由空分制氮获得。将净化后的氢氮混合气压缩到高压，并在高温和催化剂作用下合成为氨。
绿色合成氨应用场景丰富，一是作为绿色化肥、硝基苯、苯胺等化工基础材料，打造绿色生态农业基地；二是作为能源载体，可解决氢气储运难题；三是煤电、燃机掺氨燃烧，将逐步降低碳排放；四是氨燃料汽车、船舶推广的应用，将使绿氨大范围应用于交通领域。发展氨经济、普及氨燃料，将使化工、机械、汽车、运输等各行业都得到前所未有的发展机会。返回搜狐，查看更加多
