根據(jù)最新版的GECF《2050年全球天然氣展望》,到2050年,天然氣需求預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)50%,從2019年的39500億立方米增加到59200億立方米??梢?jiàn),天然氣將是今后幾年世界能源供應(yīng)的一個(gè)重要組成部分。與此同時(shí),天然氣生產(chǎn)商將天然氣視為能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)載體,尤其是氫,因此為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期減排目標(biāo),他們開(kāi)始將氫視為全球可持續(xù)脫碳的關(guān)鍵燃料。在這方面,藍(lán)氨也將成為推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的重要原料。
GECF正在制定2021年的“氫情景”(HS)和“碳中和情景”(CNS)。在這兩種情況下,能源巨頭們?cè)谀茉崔D(zhuǎn)型中走向脫碳的道路將被廣泛調(diào)研,如藍(lán)氫、藍(lán)氨和碳捕獲、利用和存儲(chǔ)(CCUS)的應(yīng)用。初步結(jié)果顯示,藍(lán)色氨有潛力成為未來(lái)海洋和發(fā)電行業(yè)的燃料。
GECF成員國(guó)有能力支持藍(lán)色氨的可持續(xù)供應(yīng)。目前氨是特立尼達(dá)和多巴哥(T&T)經(jīng)濟(jì)的最大貢獻(xiàn)者之一。全國(guó)擁有11個(gè)制氨廠,總產(chǎn)量520萬(wàn)噸每年,這使得T&T成為世界上最大的氨出口國(guó)之一。此外,作為一個(gè)新項(xiàng)目,俄羅斯和日本正計(jì)劃共同研究將俄羅斯西伯利亞生產(chǎn)的藍(lán)色氨輸送到日本燃煤發(fā)電廠的可能性。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)將被捕獲并注入東西伯利亞油田,以提高石油采收率。
根據(jù)氨能源協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),目前全球氨的生產(chǎn)水平接近每年2億噸,其中約10%在全球市場(chǎng)上交易。全球98%的氨氣生產(chǎn)原料來(lái)自化石燃料,其中72%使用天然氣作為原料。需要注意的是,當(dāng)氨從天然氣原料中產(chǎn)生,釋放的二氧化碳被CCS/CCUS技術(shù)捕獲時(shí),它可以被歸類(lèi)為“藍(lán)色”;當(dāng)氨從可再生電力產(chǎn)生的氫氣中產(chǎn)生時(shí),它可以被歸類(lèi)為“綠色”。
在過(guò)去,天然氣產(chǎn)量和液化天然氣流入的持續(xù)增長(zhǎng)使得天然氣生產(chǎn)商和行業(yè)擴(kuò)大了藍(lán)色氨的生產(chǎn)。因此,氨氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)及其碳強(qiáng)度的下降符合碳基燃料轉(zhuǎn)變的全球目標(biāo)。
目前,氨具有廣泛用戶(hù)基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗腔噬a(chǎn)的主要原料。此外,世界各地有完善的基礎(chǔ)設(shè)施和大規(guī)模的氨生產(chǎn)設(shè)施,使其生產(chǎn)更具可行性。此外,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的最新進(jìn)展導(dǎo)致氨的使用增加,直接燃燒或間接將其轉(zhuǎn)化為氮和氫作為工業(yè)原料。與氫相比,氨不需要冷卻到極端溫度,而且比液氫具有更高的能量密度,使其能夠更有效地運(yùn)輸和存儲(chǔ)。相比之下,氫氣的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是存儲(chǔ)系統(tǒng)的高成本、純度要求和運(yùn)輸。這些優(yōu)點(diǎn)表明,氨很容易成為能源密集型工業(yè)脫碳的一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案,特別是在發(fā)電和運(yùn)輸行業(yè)。
盡管如此,由于氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生、可燃性以及在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪中的燃燒,即高點(diǎn)火溫度和低火焰速度,氨仍面臨著一定的挑戰(zhàn),如毒性和腐蝕性。此外,考慮到用于氫氣生產(chǎn)的電解槽的資金成本,目前在商業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)綠氨是昂貴的。
在這種情況下,藍(lán)氨已成為支持航運(yùn)業(yè)脫碳的替代燃料之一。從2020年1月開(kāi)始,航運(yùn)業(yè)被迫限制海運(yùn)燃料中的硫含量。國(guó)際海事組織(IMO)設(shè)定的目標(biāo)是到2030年將溫室氣體(GHG)排放量減少40%,到2050年達(dá)到70%,這是在2008年的水平的基礎(chǔ)上,最終完全消除所有有害排放。
為了實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織減少溫室氣體排放的目標(biāo),對(duì)替代燃料的需求將強(qiáng)勁增長(zhǎng)。盡管目前LNG似乎是實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織目標(biāo)的最佳選擇之一,但藍(lán)氨也被認(rèn)為是航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織在海事領(lǐng)域脫碳目標(biāo)的關(guān)鍵解決方案之一,特別是在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)。
氨的另一個(gè)應(yīng)用是在脫碳的燃煤電廠。在這方面,日本的目標(biāo)是增加氨的利用,以實(shí)現(xiàn)該國(guó)2050年的脫碳目標(biāo)。作為油氣生產(chǎn)商的機(jī)遇,2020年9月,世界上第一批藍(lán)氨從沙特阿拉伯運(yùn)往日本,用于發(fā)電。事實(shí)上,在沙特阿拉伯的一家工廠,天然氣被用來(lái)生產(chǎn)氫氣,然后與氮?dú)饨Y(jié)合生成藍(lán)色氨。從氣體中提取的二氧化碳被捕獲并用于甲醇工廠,并拿來(lái)注入油田以提高石油采收率。日本能源經(jīng)濟(jì)研究所(Institute of Energy Economics)表示,藍(lán)氨對(duì)日本實(shí)現(xiàn)零碳排放、維持環(huán)境和經(jīng)濟(jì)平衡的目標(biāo)至關(guān)重要。預(yù)計(jì),日本每年大約10%的電力可以用3000萬(wàn)噸藍(lán)氨來(lái)產(chǎn)生。
與此同時(shí),氨的另一個(gè)潛在用途是為使用內(nèi)燃機(jī)(ICE)的傳統(tǒng)車(chē)輛提供燃料。
總之,氨有潛力在全球能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用,作為一種綠色和低碳的能源,以滿(mǎn)足世界日益增長(zhǎng)的能源需求。考慮到全球“綠色能源產(chǎn)業(yè)”運(yùn)動(dòng),電力行業(yè)可能會(huì)經(jīng)歷這次轉(zhuǎn)型中最劇烈的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變,利用氨——無(wú)論是藍(lán)色還是綠色——來(lái)履行其排放義務(wù),都將得到極大的收益。
在能源工業(yè)中廣泛采用這種燃料,需要在研究和發(fā)展以及基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行大量投資,并提出適當(dāng)?shù)恼撸@將使它的眾多優(yōu)勢(shì)能夠凸顯出來(lái)。
因此,GECF成員國(guó)作為全球天然氣生產(chǎn)的主力。能進(jìn)入藍(lán)色氨市場(chǎng)有兩個(gè)原因:首先,它們可以從生產(chǎn)藍(lán)氨的巨大天然氣資源中獲益,這為它們?cè)跐M(mǎn)足全球需求方面提供了競(jìng)爭(zhēng)地位;其次,他們可以利用藍(lán)氨生產(chǎn)作為碳減排策略之一,為全球低碳經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。因此,預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年,更多的GECF成員將優(yōu)化其氨生產(chǎn)設(shè)施,以產(chǎn)生藍(lán)色氨。
關(guān)于GECF
Gas Exporting Countries Forum (GECF)是一個(gè)由世界領(lǐng)先的天然氣生產(chǎn)國(guó)組成的政府間組織。其成員共同控制了全球天然氣儲(chǔ)量的70%以上,管道貿(mào)易的38%和85%液化天然氣(LNG)的生產(chǎn)。GECF三個(gè)儲(chǔ)量最大的成員為:俄羅斯、伊朗、卡塔爾,合計(jì)控制了全球天然氣儲(chǔ)量的57%。