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日企加強開發氨製造技術,成本減半

2022/04/08

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脫碳經濟

       在作為脫碳化燃料而受到關注的氨領域,企業正在加強開發新的製造技術。日本大阪燃氣等出資的美國新興企業開發低壓製造技術。此外,出光興産將在2024年之前驗證把生産成本抑制在約一半的技術。氨的製造目前仍以約100年前確立的方法為主,但也在不斷推進轉向更為清潔和廉價的製造技術。

 

       在美國科羅拉多州的首府丹佛,挑戰新一代氨製造技術開發的美國初創企業Starfire Energy的研究所坐落於此。該公司開發了所需壓力僅為此前約1/10的製造技術,目前具備每天100公斤的産能,力爭今後進一步實現大型化。

 

       氨是氫和氮的化合物,目前被用於肥料等。不過,由於燃燒時不排放二氧化碳,在全球脫碳化的背景下,氨作為清潔燃料的運用日趨受到期待。以氨為燃料來發電還具備容易使用現有火力發電設備的優點。

 

       當前,氨的製造主要採用20世紀初期開發的“哈伯-博施法(HB法)”。通過合成以化石燃料製成的氫氣和空氣中的氮來製造。

 

       不過,在中間階段製造氫時會排放大量二氧化碳,而且合成氫和氮時需要攝氏400~600度、100~300個標準大氣壓的條件,消耗大量的能源。據悉氨製造過程中的二氧化碳排放量佔到全球整體的3%。

 

 

       目前對於製造過程的脫碳化,將製造氫氣時排放的二氧化碳封存于地下的“藍氨”和使用乙太陽能等可再生能源製造的氫的“綠氨”受到期待。除此之外,還需要改善形成高溫高壓狀態的工序。

 

       Starfire Energy將貴金屬釕等用作催化劑,成功將所需壓力降至約10~30個大氣壓。與哈伯-博施法採用的鐵催化劑相比,即使在低壓下也容易産生反應。生産設備形成將多種零部件組合起來的“模組化”,可安裝在風電場等附近,有效利用可再生能源電力,能高效生産氨。

 

       源自可再生能源的電力受氣象影響,發電量容易波動,如果採用可再生能源電力,氨製造也容易變得不穩定。Starfire Energy採用的機制是利用相關設備使製造氨所需的氮和氫不斷迴圈,即使電力減少,也不影響氨的製造。

 

       該公司表示,利用這個方法,可使氨製造過程中的二氧化碳排放量減為零。該公司CEO John LoPorto強調稱,“氨對於美國的電力公司來説將成為改變規則的燃料”。能夠以低於美國市場價的價格製造氨。到2025年將以商用規模面向發電和船舶的燃料等啟動供貨。向該公司出資的大阪燃氣在技術方面提供支援。

 

       日本的大型企業也致力於開發氨的製造方法。

 

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