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一种集装箱大小新设备能高效生产绿色氨成本只有灰色氨的60%
时间:2023-06-24 13:19 点击次数:54

  据加拿大FuelPositive公司表示,该公司研制的集装箱大小的模块化氨生产装置,每年将交付100吨绿色氨,成本约为每吨444美元。而市场上,今年灰色(化石燃料)氨的平均价格约为每吨714.50美元。

  上图:加拿大的FuelPositive表示,他们的设备将使农民能够在现场生产自己的绿色氨,这比他们现在为高污染的灰色氨支付的费用要便宜得多。

  受飓风造成的供应中断、COVID-19和天然气价格上涨的影响,北美的氨价格在2021年一直处于疯狂状态。天然气是目前生产几乎所有“灰色氨”的关键燃料,也是严重污染的燃料。本月早些时候,价格平均每吨超过 1250 美元,高于 2018 年每吨接近 550 美元的水平,并且上涨速度超过有记录以来的任何时候。

  显然,对于需要氨作为肥料的农民来说,是个坏消息。但是,高价可能有助于刺激“绿色氨”生产的创新,而对于那些寻求将氨作为绿色燃料,用于航空和长途航运等难脱碳行业的人来说,这可能是个好消息。

  来自加拿大的FuelPositive公司,对其制氨系统的工作原理守口如瓶(据悉,它正在申请专利),我们只了解一些基本信息:它被装在集装箱里,因此运输非常方便;它接受水、空气和电力作为输入(最好是来自现场太阳能或风能的清洁电力)。

  该系统包括一个从水中提取氢的电解槽,以及一个从空气中分离纯氮的萃取器,这些都被该公司称为“一个新颖的、正在申请专利的氨合成反应器系统”。该系统最初是由安大略省大学的易卜拉罕·丁塞(Ibraham Dincer)博士开发的。系统唯一的产出是无水氨,其形式适合农业、工业或储能用途。

  FuelPositive公司表示,每个装置每天最多可处理 300 公斤或 500 升的氨。这大约是每年 100吨;该公司声称,对于一个 1800 英亩(728 公顷)的农场来说,已经足够了。较大的操作可以添加额外的模块,而较小的操作可以将多余的氨吸出,为经过适当改装的车辆、谷物干燥机和发电机提供动力,或用作制冷剂。

  444 美元/吨的价格估计是,基于业主以每千瓦时约 3.6 美分的价格直接从电网购买绿色电力的假设;任何拥有自己的清洁发电能力的人都可以将其直接投入使用,并可能进一步降低成本。 FuelPositive 表示,这些估计是针对公司的第一代生产设备的,效率的提高可以使后续几代设备的每吨价格降至 400 美元以下。

  上图:该系统接受空气、水和电力(最好是清洁的),并输出氨,可以用作肥料,或作为能源,用于适当改造的谷物干燥机、车辆和发电机。

  每吨444美元的价格估计值是基于这样一个假设:电力所有者直接从电网购买绿色电力,价格约为每千瓦时3.6美分;任何拥有自己清洁发电能力的国家都可以直接投入使用,并可能进一步削减成本。FuelPositive表示,这些估算是针对该公司的第一代生产机器,效率的提高可能会使下一代设备的每吨价格降至400美元以下。

  该公司将其设备标榜为“摆脱目前灰色无水氨存在的剧烈波动的供应链的机会”,并将其作为完全消除运输成本和氨等式排放的一种简单方式。这显然也是农民个人减少碳足迹的一个机会,而且随着各国政府开始逐步收紧碳排放活动,争取到2050年实现净零碳排放,这可能会被证明是有利的。

  但请注意,这都是一个寻求投资的公司现阶段的理论和承诺。 FuelPositive 的第一个全尺寸原型仍在建造中,该公司预计要到2022年3月才能开始验证其氨输出的纯度,或证实上述运营成本估算。那时它计划开始接受预订,批量生产计划要到 2023 年才能开始。

  不过,如果它真的能像承诺的那样发挥作用,而且数字准确,根据前期设备成本,这家公司可能会向农业市场提供一个相当有吸引力的报价。

  而在更广泛的范围内,要看看这项技术是否可以扩大为一种绿色生产方法,与目前占全球化石燃料能源使用量约 2% 的基于甲烷的 Haber-Bosch 工艺相比具有成本竞争力,这将会很有趣。目前,每吨氨会产生 2.6 吨二氧化碳,每年总计超过 4.2 亿吨。这还不包括它使用的甲烷制氢的巨大碳成本,或者天然气开采中更隐蔽的甲烷排放;在 20 年的时间里,甲烷使大气变暖的效率是二氧化碳的 86 倍(尽管它只存在大约十几年而不是数千年)。

  有人会认为,如果 FuelPositive 将这项技术视为一种以灰色价格制造工业规模绿色氨的方法,他们就会如此宣传。但目前还没有建一些大型合成氨工厂的计划;该公司认为现场氨生产是一个更有趣的提议,因此像氨卡车加油站和氨货船运营商这样的大型终端用户,将可以选择将运输、物流和碳税成本换成电力、空间和存储成本。

  时间会证明这个想法的效果如何,但即使它最终主要适用于个别农场,它仍然可以为脱碳做出令人印象深刻的贡献。

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