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全球快播:如果尿素搭上新能源的顺风车

时间:2022-07-08 08:48:26       来源:国海良时期货

尿素是18世纪的发明,是化学界早期发明的活化石,却依然是我们今天农业不可或缺的氮肥的主要来源。如果没有尿素,全世界恐怕要有一半的人要饿死。生产尿素的合成氨路线几乎同时期被发明出来,并且不断改进沿用至今。


(相关资料图)

我国目前拥有6600万吨的合成氨产能,每年生产尿素5600万吨左右,其中75%要用于农业生产。全球合成氨的产能大约在2.1亿吨,每年尿素产量大约1.9亿吨。液化合成氨是我国产量最大的液体化工产品,在运输、保存、使用方面形成了完整的工业体系。

尿素不能烧,但是氨可以

尿素一般情况下不易燃烧,它的燃烧条件比较苛刻,需要在纯氧下才易于燃烧。很显然,尿素无法成为能源。但是尿素的原材料--氨却是科学家寄予厚望的新能源。

氨的化学式是NH3,是只含有氮元素和氢元素的物质。理论上氨燃烧之后的产物只有氮气和水,清洁程度不亚于氢气。比起极端易燃易爆的氢气,氨可就要好用太多了。

直接以氨作为燃料具有经济上的可行性。以汽油为例,每升汽油含有9千瓦时的能量,而液氨每升大约时3.5千瓦时。但是考虑到汽油内燃机最高能效只有40%多一些,平均能效不到30%,液氨的燃烧效率就要高多了。目前已经实装的液氨内燃机最高效率超过了60%,平均能效达到了汽油机的两倍。这么比较之下,液氨在替代汽油上具有极高的潜力。

如果考虑到环保因素,液氨简直就是理想的能源。我国在2021年12月由国家能源集团牵头召开氨能技术研讨会,并且前瞻性部署了一系列实验性的项目,探索氨能的利用。

液氨具有多维度的比较效益

国家对氢能的重视主要为了新能源整体上的布局考虑的。

无论风能还是太阳能,不能连续稳定供电就必须配套储能系统。但是电能的储存和释放始终是老大难的问题。氢能是关键性的解决方案。电力过剩时,通过电解水储备氢气,当电力紧张时通过氢氧反应直接生成电。这个过程中只有水的参与,全程都无污染。多余的氢气也是重要的化工产品,可以出售获取经济利益。

但是科学家经过比较研究,发现如果用氨来替代氢将能够有更好的综合效益。

从保存角度液氨保存条件比氢气要优越的多。氢气液化需要巨大的能量并维持在零下240度,而氨的液化只需要零下33度。常温下氢气很难液化,而氨只需要施加9个大气压就液化了。液氢具有强大的渗透性,同时容易导致金属材料发生氢脆现象,长期保存有极大的安全隐患。液氨则几乎没有太大的安全压力。

从运输角度液氨也更有价值。氢气目前主要采用高压气瓶转运,如果运输以20MPa压缩的氢气40吨级的卡车只能载运500KG.而考虑到液化氢气的能量损耗相当于氢气总量的三分之一,液化运输氢气几乎没有商业。而液氨的比重与汽油十分相近,也无需高压储存,运输成本要便宜的多。

那么目前为什么世界各国一边把液氨称为氢能2.0,认为潜力无限,但是另一方面却推进缓慢呢?

(文章来源:国海良时期货)

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