NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      作為化學肥料與合成纖維原料使用的氨，作為脫碳化的“王牌”受到了很大關注。氨不僅是作為運輸氫的液體，由於燃燒後不排放二氧化碳，作為替代煤炭的清潔燃料也受到期待。目前的製造方法大量消耗化石燃料和能源，掌握更為清潔且高效的合成技術成為關鍵。參考日本專利廳發佈的報告書，日本經濟新聞（中文版：日經中文網）探尋了全球氨相關技術的開發動向等。

美國CF工業公司

      “綠氨”指的是利用可再生能源製造，完全不産生二氧化碳。肥料大型企業美國CF工業將於2023年開始年産2萬噸的商業生産。投入約1億美元，在路易斯安那州的氨製造設施內，建設通過電解水來製造氫氣的設備。該氫能設備採用可再生能源，從德國的鋼鐵機械製造商蒂森克虜伯採購。

      CF工業計劃在北美和英國的9個氨生産基地推進脫碳化。總裁兼首席執行官（CEO）托尼威爾(Tony Will)表示：“氨是使氫的儲藏和運輸變為可能的重要因素”。

      轉向綠氨是世界潮流，日本也將推進同樣的計劃。旭化成和日揮控股計劃在福島縣浪江町建設驗證設備，自2024年度起每天生産數噸綠氨。旭化成採用1萬千瓦電力的氫生産設備已投入運作，還將建設氨合成工廠。將在獲得國家資助的同時，到2027年度將氫製造設備提高至4萬千瓦，力爭通過量産大幅降低成本。

      比氫氣容易處理

      氨比同樣在燃燒時不排放二氧化碳的氫更容易處理。如果為20攝氏度，氨在約8.5個氣壓下將變為液體。與需要降至零下253度以下的氫相比，能使用現在的儲藏罐，運輸更加容易。發現了不産生有害氮氧化物的燃燒方法，作為煤炭火力發電站的燃料也受到關注。

      愛爾蘭調查公司Research and Markets的數據顯示，預計綠氨的世界市場規模將從2019年的約1300萬美元增加至2028年的8.5億美元，之後也有望持續擴大。

      氨通過使氫和氮發生化學反應來製造。聯合國糧農組織（FAO）的統計顯示，全球産量約為1.9億噸。通過使天然氣和高溫水蒸氣發生反應來制取氫，會排放大量二氧化碳。大部分氨則通過20世紀初開發的“哈伯-博施法（HB法）”來製造，需要400～500攝氏度、100～300個氣壓的條件。製造1噸氨的過程排放約1.6噸二氧化碳。據悉，如果使用源自可再生能源的氫，可減排7～8成。

      要合成氨，需要加壓和提高溫度，消耗能源。在低溫低壓等溫和條件下也能發生反應的技術不可或缺。

      日本專利廳的“需求即刻滿足型技術動向調查報告書”顯示，在氨合成技術的專利和受到關注的成果中，引人關注的是日本和歐洲的企業與大學。

      從2003～2017年申請的專利數來看，瑞士的工程企業Casale排在首位。包括第3位的德國蒂森克虜伯集團、第5位的丹麥托普索（HaldorTopsoe）等在內，前10以內有5家歐洲企業。日本也有三菱重工、豐田和東京工業大學等4家企業與大學躋身前十。

      在催化劑開發上展開競爭

      氮分子由2個氮原子強烈結合而成，即使加熱到800度也難以分開。降低切斷原子結合所需的能量成為技術開發的主要關鍵。日本專利廳列舉了3個方法。分別是具有促進化學反應作用的“催化劑”、應用電池原理引發化學反應的“電化學合成（電解合成）法”、以及模倣産生氨的細菌活動的“生物合成法”。