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為實現(xiàn)碳中和，日本即將推出一種氨能源登場!在2021年10月發(fā)布的第六版《能源戰(zhàn)略計劃》中提到，日本政府首次引入氨能，提出到2030年，利用氫和氨所生產(chǎn)出的電能將占日本能源消耗的1%。原計劃將氫能作為“王牌”的日本政府，正引入氨能，希望將發(fā)電廠和船舶的燃料替換成氨，憑借燃燒技術突破，以更低的成本實現(xiàn)碳中和。

日本政府為了實現(xiàn)2050年實現(xiàn)碳中和這個目標，規(guī)定占排放量80%的能源部門必須努力改變，火電廠要優(yōu)先使用零碳的氫、氨燃料替代煤炭等化石燃料。

氫能的高成本

日本第六版《能源戰(zhàn)略計劃》提出，2030年氫能在能源結構中的占比要達到11%，這主要指的是氫能在汽車、家庭、工業(yè)等領域的應用。

日本政府2017年提出要建設氫能社會之后，推出了氫燃料電池汽車，加氫站，還嘗試了利用氫能給居民住宅供應暖氣和熱水。在工業(yè)領域，氫能產(chǎn)生的熱值高，因此適用于有高溫熱需求的工業(yè)部門。

第六版計劃中也指出，日本非電力部門應該通過使用脫碳電源供電，如果是有高溫熱需求的部門，無法使用脫碳電源，那應該優(yōu)先使用氫氣、合成甲烷或合成燃料，替代化石能源，以促進脫碳。

但是，由于氫能源成本高昂，在汽車領域的推廣并不順利。在2021年初，日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特開發(fā)燃料電池車的合作計劃，將力量集中于發(fā)展鋰電池電動車。6月，本田也宣布停產(chǎn)旗下的氫能源車型，主要原因是成本過高導致銷量慘淡。

豐田此前大力研發(fā)推廣氫能源車型，其總裁豐田章男曾公開表示對鋰電池電動車持保留態(tài)度。但豐田在12月14日發(fā)布的全球電動車戰(zhàn)略中，卻宣布將在2030年之前投入30款包括鋰電池電動車、氫能源電動車等在內(nèi)的電動車型，并且將雷克薩斯品牌轉型為純電動車品牌，這意味著豐田不再把賭注全部壓在氫能源上!

氨能的低價與可靠

氫是是一種元素周期表上最輕的元素，很容易泄露，對儲存容器要求高，并且氫氣非?；顫?，與空氣混合后很容易發(fā)生燃燒和爆炸。

如果遠距離運輸氫，需要將其液化，在常壓狀態(tài)下，需要將其溫度降低到-235攝氏度以下，能耗較高。如果以管道運輸，則需要克服純氫以及摻氫的氣體給管道帶來的安全隱患，攻克氫氣管道的材料難題。

雖然氫能源擁有諸多優(yōu)點，但缺陷就是難以儲存和運輸。另外氨運輸?shù)侥康牡睾螅匀幻媾R至少兩個挑戰(zhàn)。

1.如果將氨轉換為氫，其轉換過程會造成能量損耗，另外，也需要開發(fā)專門的大容量設備、純化技術等。

2.如果直接將氨作為燃料，則需要克服氨不容易燃燒的缺陷。氨燃燒的產(chǎn)物是水和氮，不造成碳排放，但是氨的燃燒速度低于氫，發(fā)熱量也低于氫和天然氣，將其點燃并持續(xù)穩(wěn)定燃燒比較困難。

氨能的技術突破

日本政府在2014年啟動了日本重振戰(zhàn)略，撥付了500億日元的研發(fā)經(jīng)費(約25億元人民幣)，設立了10個多部門聯(lián)動的戰(zhàn)略性創(chuàng)新研究項目，其中能源載體項目下的氨直接燃燒課題已形成許多成果。

日本東北大學流體科學教授小林秀昭介紹到，此次參與單位包括：日本大阪大學，日本國立研究機構“產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所”(AIST)，三菱重工，三菱日立電力，豐田，以及日本燃氣輪機、渦扇發(fā)動機、軍艦制造商IHI公司，日本工業(yè)氣體和空分設備制造商大陽日酸公司等。

三菱重工則正開發(fā)4萬kW級的100%氨專燒燃氣輪機，計劃在2025年以后實現(xiàn)商業(yè)化，引入發(fā)電站。

另外在發(fā)電領域、工業(yè)領域是碳排放的主要來源，如果氨能源能夠替代化石能源，成為新型燃料，將大大有助于日本實現(xiàn)2050年碳中和的目標。