供需大厅
Access
登录/注册
供应商登录
荣格工业资源APP
了解工业圈，从荣格工业资源APP开始。
近年来，对氨作为绿色替代能源的研究层出不穷。因为碳排放量低甚至为零，且具备达到气候目标的潜力，类似氨这样的可再生能源正受到青睐，并开始主导能源生产部门。另一方面，虽然前景喜人，优势众多，但因性质不稳定，需要寻找到合适的储能方法才能最终付诸现实应用。
制造并储存氨能
目前，锂离子电池由于寿命长、能量密度高，已成为最受欢迎的传统铅酸型电池的替代品。但2017年，锂原料成本上升了240％，加上对资源枯竭的担忧，促使开发商另寻低碳电池技术。
在人们试图通过从水、金、钴和钠中寻找可能替代品的同时，2018年6月26日，德国西门子公司于英国牛津郡哈维尔推出了“绿色氨储能演示器”被认为提供了新可能。
氨由水中提取的氢气和从空气中提取的氮气结合在一起而产生，是传统上用来提高作物产量的化合物。该演示器将氨储存在储罐中，需要时通过传统燃烧方法或将其“裂解”成氮气和氢气，再转换成电能即可。在后一种方法中，氢随后可用于氢燃料电池中，为诸如电动车辆之类的装置提供动力。
尤为重要的是，整个过程不产生碳排放。
这项耗资150万英镑的项目由西门子与科学技术设施委员会（STFC）、牛津大学和卡迪夫大学联合开发。
STFC在现场基础设施、风力涡轮机以及现场与系统接口的专门知识方面作出了贡献，牛津大学帮助设计了系统的氨合成部分，卡迪夫大学则将甲烷燃料发电机组转换为用氨气运行的方式。
有利于大规模部署
西门子项目经理Ian Wilkinson表示，公司对氨的兴趣部分源于“它是基于成熟的技术，因此能够以足够大的规模进行快速部署，从而可用于有意义的脱碳法。”而且，现有氨工业可确保具备适当的基础设施来安全地储存、运输和处理化合物。
“因为它可以大规模部署，并且运输相对容易，所以在需要储存大量能源和（或）希望长距离运输可再生能源如海运的情况下，氨能储存可以作为一种较为便利的方法，”Wilkinson指出。
目前氨的生产方法使用的是天然气或其它化石燃料为合成过程提供能量，西门子的演示器则通过水解获得氢气供应，并从空气中提取氮，然后将这两种元素在Haber-Bosch（哈伯-博世）工艺中结合，制造这种化合物。
大幅减排，方便使用
根据Wilkinson介绍，“现有氨生产技术所产生的CO2 约占当今全球CO2 排放量的1.6%。”西门子估计，通过使用可再生能源，演示器仅在欧洲就可能减少4000多万吨CO2 ，在全球可减少3.6亿吨CO2的排放 。
现有的氨市场巨大，每年生产约1.8亿吨，西门子表示，这种新的“绿色”氨可以按与传统形式相同的方式用于肥料、塑料和食品加工。
Wilkinson介绍说，另一种可能性在于从氨中提取氢气，因为它可以充当“一种实用的氢载体，因此是一种可行的经济型氢促进剂”，或许可将其用于氢能源车辆。只要有可能，将氢直接用于化学转化过程，即可使其固有的能量损失降至最小。
据介绍，这种转化只需对现有的一些设备进行改进，比如只需对往复式发动机稍作改造即可利用氨来运行，而燃气涡轮发动机则需要对其燃料和燃烧系统进行改造。
过去，氨曾被用作燃料源，在被用于1950年代比利时城市公共汽车、Nasa X计划以及在各种汽车如Marangoni / Toyota Eco Explorer）中。因此，尽管这是第一次采用零碳工艺生产，但作为燃料源已较为成熟。
对氨电池有负面影响吗？
虽然以氨为燃料的燃气轮机燃烧技术不产生任何二氧化碳，但燃料中氮的存在会带来被归类为氮氧化物（NOX）的二氧化氮和一氧化氮排放的风险。
一氧化氮本身在环境浓度下没有危害，但二氧化氮是一种刺激性气体，在高浓度下会引起呼吸道炎症。因此，该过程的安全性受到质疑。
尽管如此，西门子似乎相信可以很容易补救这种风险。据Wilkinson介绍，卡迪夫大学的研究人员已经证明，更丰富的空气/燃料混合物可以显著降低NOX的排放，并声称这种风险更多是工程问题而非基础研究问题之一。
“当然，最终可能将从NOX从烟气中清除，”他说道，“比如，现在市面上有选择性催化还原技术可用， SCR中使用的试剂是什么？当然是氨（或其衍生物，如尿素）。”
自从演示器推出以来，西门子一直在为将该系统投入使用而努力，预计将在适当的时候分享该项目的成果。
考虑到它的电解装置生产是利用电力将水分解为氧气，并将所产生的氢气作为氨的基础材料，如果成功的话，这一项目将为该公司提供巨大的收益。此外，氨电池的成功也将为整个能源储存和生产行业提供获取可靠获取清洁电力的可持续性手段。
提高制冷系统效率
1987年《蒙特利尔议定书》和1997年《京都议定书》呼吁世界各国逐步淘汰CFC (氯氟烃)、HCFC (氢氯氟烃)和HFC (氢氟烃)等消耗臭氧层并造成全球变暖的物质的使用，但许多供暖、通风和空调系统仍然使用这些违反国际协定并造成环境损害的合成制冷剂。
而在对地热泵的一项最新研究中，人们发现使用氨（R717）或正丁烷（R600）的制冷系统比使用R22或R134的系统更有效，也更经济。
这篇名为“利用环境友好型制冷剂开发地热泵”的研究报告，研究了伊朗加兹温省一座14曾住宅建筑中的热泵额性能，其冷却负荷为915kW（260 TR）。研究发现，使用水平闭环式地热交换器的氨系统在冷却模式下的COP（制冷系数）为4.663，比相应的R134a系统高5.8%，与正丁烷4.606的COP相比，高4.5%。研究发现垂直闭环和开环地热交换器也具有类似的结果。
地热泵挖掘了地球通过利用在水平沟槽或垂直钻孔中埋有管道的蒸汽压缩循环，使地表下的温度稳定在华氏50度的中位水平的机理。冬天，地热泵从地下抽取热量，夏天时，则通过循环流体如水，将热量经由埋地管道散发到地面。这种设计利用了地面温和的温度来提高效率，降低加热和冷却系统的运行成本。
研究还发现，R717和R600在初始系统成本方面优于R22和R134a。在研究中，蒸发器制冷剂入口温度为2°C（35.6°F）。封闭式地热交换器出口的温度在水平模式下为42°C（107.6°F），垂直模式为39°C（102.2°F），开环换热器为37°C（98.6°F）。
报告指出，研究结果与气候条件、土壤类型，以及设计系统的工况有关。因此，得到的数据对于同一地区或案例是独一无二的，不能用作与其它条件下的结果进行比较。
作者提倡将地球用作可再生热源，既能提高效率，又能创造多样性的能源。据国家可再生能源实验室的研究，与气源热泵和常规空调设备的电阻加热方式相比，地热泵可以分别降低44%、72%的能耗。
研究者还提倡使用天然制冷剂如氨。他们认为，未来几年，在暖通空调和制冷行业，最大的挑战是用天然制冷剂技术来替代CFC、HCFC和HFCs制冷剂。