合成氨的碳排放是什么
氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。市场上约有 80% 的氨用于化学肥料生产,20% 为其它化工产品原料。目前全球合成氨技术以哈伯法(Harber-Bosch method)为主,即以氢气(由天然气或煤炭等化石能源而来)和大气中的氮气为反应物,在高温高压条件下使用催化剂生成氨。哈伯法生产氨消耗了全球约 1.8% 的能源,而在此过程中排放的二氧化碳也占全球二氧化碳总排放量的 1.8%
合成氨的碳排放
1.利用可再生能源生产氨的创新工艺
利用大气中的氮和水,通过等离子体催化剂集成系统生产合成氨的环保方法。这个过程不使用任何化石燃料,是一种可以产生“绿色氨”与零碳排放的技术,它能实现的产量比现有电化学氨生产技术高出 300-400 倍,被认为是 Haber-Bosch 法的主要替代方式。
与现有氨生产法对高温高压的需求不同,此法中水和氮的反应发生在常温常压条件下。另外,氨生产过程中产生的副产物 —— 硝酸盐溶液,还可作为农业营养液和氧化剂使用。
未来,该研究团队希望通过开发规模化和商业化技术来降低氨的生产成本和提高生产效率。同时,该团队还打算与国内外工程公司合作,将他们的成果扩大到合成氨工厂,尤其是运行条件为常温常压的中小型工厂。
2全球已有多家公司计划投资绿氨项目
在全球碳减排大环境下,各国企业在绿氨方面均做了大量的研究工作,有的项目已经迈出了实质性的步伐。这些企业包括能源公司、石化和化工公司以及投资公司,且多数新项目均为合资合作。
碳中和背景下的化工行业
碳中和无疑是近期资本市场关注度最高的话题之一。实际上,我国减碳目标的提出与落地并非突然袭击,而是经历了不断的推进过程。“达峰”不是一蹴而就,“中和”更非一日之寒。2009年我国就首次提出2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的量化目标。从强度目标到总量目标,从达峰再到净零,减排目标向更高难度的演进见证了我国在应对气候变化上长期且持续的投入。
2020年9月,总书记在第75届联合国大会一般性辩论上提出我国力争2030年碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。这不仅是中国肩负大国责任实现应对气候变化雄心目标并引领全球气候治理的庄严承诺,更加会对国内产业的发展趋势及投资逻辑产生深远的影响。
重要的碳排放来源
从产生的机理可将碳排放大致分为两 类,能源相关排放和工业过程排放。前者主要就是化石能源直接燃烧造成 的碳排放;后者与能源消耗无关,而是特定的化学反应产生的排放,比如 水泥玻璃生产过程中石灰石分解散逸、合成气变换制氢等。随着未来可再 生能源替代的推进,能源相关排放会大大缩减,过程排放或将成为决定产 品碳排放压力的核心因素。目前水泥的过程排放占我国总过程排放的 75% 左右,是过程排放的主要来源。
但能化行业的单位过程排放不可小觑,碳 一、碳二主要产品的过程排放可达全流程排放的 50%以上,其核心就来自 于碳氢的转换过程,即 CO 与水反应制氢,而含氢量最低的煤炭劣势最明 显。其中煤质烯烃的单吨过程排放量可达到 6 吨 CO2,若以目前欧盟 40 欧元/吨的 CO2 价格将排放成本内部化,将占产品价格的近 20%。煤化工 因为原料本身的“缺陷”,自带高排放的“原罪”,这也能解释为何市场前 期将煤化工列为供给侧改革的对象。