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日本初现氨能市场，并与清洁能源联系起来

氨是一种工业上常见的气体，也是化肥行业的基石。不过，一般来说，氨很难和清洁能源联系起来。但是，在日本，政府和各大企业正在重新开发氨的应用，将其向清洁能源转化，并逐步建立起氨能市场。

      政府积极推动氨经济
      根据日本经济产业省的规划，到2030年，日本需要将温室气体排放量减少到2013年的46%。由于对核能持谨慎态度且当地可再生能源的选择很少，日本仍然需要依靠火力发电，而氨燃烧并不产生二氧化碳。据此，日本政府认为氨是一个可行的能源解决方案。
      日本经济产业省表示，日本的减排规划可能会使日本每年的氨消费量增加两倍，到2030年达到400万吨。到2050年，日本希望将所有的燃煤发电厂的燃料全部转换为氨，每年的氨消费量将达到3000万吨。三菱瓦斯化学基础化工部门总经理铃木伸之表示：“在火力发电方面，氨可能是日本的救星。”
      直到最近，氨似乎还不是一种应用范围广阔的化学品。它是一种易燃、有毒的气体，在日本受到一些安全法规的监管。氨长期是主要的化肥和化学品原料，化工和航运行业的公司有丰富的储运和处理经验。在日本政府的资助下，日本一些化工企业已经开始了技术开发和示范项目，每个项目的投资都达到了数亿美元。

      清洁氨项目开始启动
      在政府推动下，日本清洁氨项目已经开始起步。2020年，沙特基础工业公司(SABIC)与日本新能源产业技术综合研究机构(NEDO)合作从沙特向日本运送了40吨蓝色氨，以测试氨用于发电的可行性。2021年12月，三菱瓦斯化学、宇部工业、住友化学和三井化学宣布计划在日本启动清洁氨研究项目。
      三井化学和宇部工业目前仍在日本生产常规氨。2015年，三菱瓦斯化学关闭了新潟工厂内的氨生产装置，停止了日本国内氨生产，但仍在该工厂生产氨衍生物。2016年，三菱瓦斯化学投资印尼氨生产商Panca Amara Utama(PAU)，于2018年开始投产，三菱瓦斯化学则开始向日本国内进口PAU合成氨工厂生产的氨。2021年，PAU开始了一项研究，通过捕获生产过程产生二氧化碳的方式将该工厂生产的常规氨变成蓝氨。
      多年来，这4家公司都积累了氨安全生产、运输和使用方面的专业知识。铃木伸之表示：“我们多年来从事氨冷冻罐和高压罐的操作和维护，对专业船舶和地下管道的操作有足够的知识。”他表示，4家企业成员正携手合作，在日本进口、生产和分销氨方面追求规模经济。他们还把目光投向了海外项目，那里的清洁氨生产成本更低。铃木伸之表示：“我们希望在2030年前确保有竞争力的氨的稳定供应。要做到这一点，这些公司需要建立更多的基础设施来处理氨。例如，当每年进口50万吨氨时，我们至少需要两个终端。仅为这些终端建造储罐就将花费8000多万美元。”
      除了进口更多的氨外，日本化学公司也在探索本土生产绿氨。例如，旭化成公司希望利用剩余的可再生能源通过碱性电解工艺分解水来制氢气。2021年8月，旭化成公司和工程公司日挥控股公司启动了一个项目，展示如何使用10兆瓦的水电解装置制造用于氨生产的氢气，其目标是以模块化的方式复制设置，以实现在日本或海外的商业规模生产。
      除了在发电厂取代煤炭，氨还可以在裂解炉取代甲烷作为燃料。今年2月，三井化学与丸善石化、东洋工程和双日机械共同启动了该方案的可行性测试项目。三井化学表示：“考虑到碳定价和2030年清洁氨的预估市场价格，这项技术具有成本优势。”这4家公司组成的财团计划在三井化学大阪工厂内新建一座1万吨/年的石脑油裂解炉，并在那里进行验证测试，并将在丸善石化位于千叶的工厂建造一个更大的裂解炉进行验证。三井化学表示：“如果日本国内乙烯生产商改用氨燃料，日本化工产业的碳排放量将比现在减少1040万吨。”

      研发制氨新工艺
      除常规制氨路线外，部分日本企业还在研究氨的清洁制备工艺。东京工业大学的初创企业燕BHB公司开发了一种比传统哈伯—博施制氨工艺在更低的温度和压力下合成氨的工艺。该公司表示，采用东京工业大学细野秀雄教授设计的催化剂，该工艺将温度降低了约25%，压力降低了75%以上。燕BHB公司首席执行官渡边政宏表示：“对于在本地生产氨供本地消费的行业，这种设备可取代传统方法，因为其所需的氢气可以从水和当地的可再生能源中获得。”
      燕BHB计划在其股东味之素公司川崎工厂内年产20吨氨基酸的装置中测试该工艺。燕BHB公司设想，在生产氨基酸、化肥和其他化学品的工厂中建立大量的小型氨装置，同时也可以在半导体工厂建立这种小型氨装置，提供用于沉积氮化膜的氨。此外，燕BHB还计划通过与日本政府、东京电力以及千代田工程等公司今年1月成立的氨能合资企业合作，实现燃料氨的大规模生产。日本将氨转化为燃料的道路将是漫长的。但铃木伸之表示，多家公司和政府加入氨市场让从业者感到鼓。铃木伸之认为，是时候从更大、更宏观的角度讨论日本的氨市场了。

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