日本最大的發(fā)電公司JERA株式會社宣布與全球最大的氨生產(chǎn)商CF工業(yè)控股公司簽署一份諒解備忘錄(MOU)，“就聯(lián)合項目開發(fā)、銷售和購買清潔氨進(jìn)行潛在合作”。
根據(jù)諒解備忘錄，JERA和CF工業(yè)已同意在以下領(lǐng)域“共同研究合作的可行性”：
-日本Hekinan熱電廠4號機組20%共燃運行所需清潔氨的銷售和采購，計劃于2027年開始。所需的數(shù)量預(yù)計為每年50萬噸(mtpa)。
-聯(lián)合開發(fā)一個年產(chǎn)100萬噸的藍(lán)氨項目，CF工業(yè)公司正考慮在美國墨西哥灣沿岸開發(fā)該項目。
-此外，JERA還與總部位于挪威奧斯陸的氨生產(chǎn)商Yara International ASA的子公司Yara Clean Ammonia Norge AS簽署了類似的協(xié)議。該公司也在考慮在美國墨西哥灣沿岸開發(fā)一個新項目。
兩家公司于1月17日宣布了這些計劃，此前JERA完成了據(jù)稱已于2022年2月18日開始的招標(biāo)程序。CF工業(yè)公司報告稱，其協(xié)議要求生產(chǎn)氨的碳排放量比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的碳排放量至少低60%。這種燃料被稱為“清潔氨”，在JERA的Hekinan熱電站與煤共燃，預(yù)計將大幅減少該設(shè)施的二氧化碳排放(氨在燃燒時不排放二氧化碳)。
CF工業(yè)控股公司總裁兼首席執(zhí)行官Tony Will在一份聲明中說：“我們很高興繼續(xù)與JERA建立合作，因為我們推進(jìn)了我們的共同承諾，加速了世界向清潔能源的過渡。我們領(lǐng)先的氨生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和對清潔能源計劃的嚴(yán)格投資，使CF工業(yè)處于清潔氨供應(yīng)的前沿。我們期待著幫助JERA和日本滿足其清潔氨的要求，這代表著全球?qū)⑶鍧嵃弊鳛榍鍧嵞茉淳薮笮枨蟮牡谝粋€重要步驟!”
氨的優(yōu)勢
氨的化學(xué)式是NH3。對電力公司來說，這個公式中最重要的部分是氫。去年，CF工業(yè)清潔能源解決方案副總裁埃里克·梅耶爾(Erik Mayer)表示：“在碳排放不可接受的環(huán)境下，氫確實被視為在全球范圍內(nèi)運輸能源和為世界提供燃料的關(guān)鍵手段。”
梅耶爾說：“我們將大量的氫轉(zhuǎn)化為氨，目前用于化肥市場，但最終同樣的氨分子被視為一種有效的方式，可以將氫分子轉(zhuǎn)移到世界各地，無論它們來自天然氣還是來自電解。”
他解釋說，氨對比氫的優(yōu)勢在于，它在中等低溫下是液體，可以在相對較低的壓力下以液體的形式儲存，類似于液化石油氣(LPG)的儲存方式。關(guān)于如何使用氨，梅耶爾說，有兩種可能的方法：氨可以直接燃燒，也可以“裂解”，即在催化劑上分解，重新生成氫。
梅耶爾說：“一些發(fā)電廠，特別是在日本，正在考慮在燃煤電廠共燃氨，這樣可以用氨取代20%的煤炭，基本上可以減少20%的燃煤電廠排放量。這項技術(shù)正在試點測試中得到驗證，人們對這項技術(shù)相對了解，也知道它是有效的。”
共燃示范工程
JERA一直在與日本工程公司IHI Corp.合作，原定于2021年6月開始進(jìn)行為期四年的測試項目。利用至少部分由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(NEDO)資助的贈款計劃，該示范項目旨在“建立在Hekinan熱電站的燃料氨大容量共燃技術(shù)”。
JERA的任務(wù)是采購氨和建造相關(guān)設(shè)施，如儲罐和汽化器，而IHI的角色是開發(fā)用于演示的燃燒器。隨著該項目的啟動，JERA指出，這是“世界上第一個在大型商業(yè)燃煤電廠中聯(lián)合燃燒大量氨的示范項目。”
到2021年10月，兩家公司已經(jīng)開始在Hekinan站的5號機組小批量利用燃料氨，其目的是幫助開發(fā)用于4號機組的大規(guī)模燃燒器。測試用燃燒器替換了5號機組48個燃燒器中的兩個，以檢查不同燃燒器材料和燃燒時間的影響，以確定共燃燃燒器的所需條件。這次測試預(yù)計需要大約200噸氨。
隨著項目穩(wěn)步推進(jìn)，JERA和IHI于2022年5月31日宣布，他們縮短了該項目的燃燒器、油箱、管道和其他設(shè)備的安裝周期。因此，他們決定將4號機組的大容量燃料氨共燃開始時間提前大約1年(圖1)。隨著1月17日備忘錄的宣布，氨采購現(xiàn)在似乎將優(yōu)先安排。
圖1：項目進(jìn)度更新于2022年5月31日發(fā)布。來源：JERA
干凈的氨
CF工業(yè)公司一直致力于自己的幾個行業(yè)領(lǐng)先的項目，旨在脫碳其氨生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。去年10月，該公司與埃克森美孚(ExxonMobil)簽署了一項商業(yè)協(xié)議，以捕獲并永久儲存其路易斯安那州制造基地每年排放的200萬噸二氧化碳。該項目包括投資2億美元，在CF Industries位于路易斯安那州Donaldsonville的工廠建造一個二氧化碳脫水和壓縮裝置，以實現(xiàn)捕獲的二氧化碳的運輸和存儲。
然后，埃克森美孚將把捕獲的二氧化碳運輸并永久存儲在其在弗米里昂教區(qū)擁有的安全地質(zhì)儲層中。作為該項目的一部分，埃克森美孚與EnLink Midstream簽署了一項協(xié)議，使用EnLink的運輸網(wǎng)絡(luò)將二氧化碳輸送到永久地質(zhì)存儲。預(yù)計該項目將于2025年初啟動。
此外，2021年4月，CF工業(yè)公司與蒂森克虜伯簽署了一項工程和采購合同，在Donaldsonville制造基地開展“綠色氨”項目。蒂森克虜伯將為該項目提供一個20MW的堿性水電解廠，該工廠將使用可再生能源生產(chǎn)綠色氫氣。CF工業(yè)公司預(yù)計將電解廠產(chǎn)生的無碳?xì)湔系浆F(xiàn)有的氨合成回路中，以便從2024年開始每年生產(chǎn)2萬噸綠色氨。
同時，該公司還開始了一項前端工程和設(shè)計研究，以在路易斯安那州阿森松教區(qū)建造一個利用碳捕獲和封存的綠地清潔氨設(shè)施。作為難以減排工業(yè)的脫碳能源，對綠色和藍(lán)色氨的需求預(yù)計將大幅增長。CF工業(yè)公司預(yù)計每年將銷售170萬噸藍(lán)氨。與JERA的最終協(xié)議將使其早日實現(xiàn)這一目標(biāo)。
