程一兵：《仙湖實驗室氫氨融合顛覆性產業化技術發展規劃》

位于佛山高新區的仙湖實驗室是由佛山市人民政府、武漢理工大學、佛山市南海區人民政府合作于2019年12月由廣東省佛山市出資在2019年成立的事業單位，致力于以氫能、燃料電池等新能源、新材料國家產業發展需求為導向，打造新能源與新材料等領域國內一流、國際領先的戰略科技創新平臺。

仙湖實驗室里面設置了多個技術實驗室，研究范圍從光伏制氫，到燃料電池、動力總成，再到智聯網汽車，形成了一個從氫的制備到氫能汽車集成的完整研發鏈條。而仙湖實驗室周邊就是佛山市南海區丹灶引以為傲的仙湖氫谷。

據仙湖實驗室的程一兵院士介紹，氫氣非常活潑，在和空氣混合以后，容易產生燃燒和爆炸。同時，氫很容易穿透鋼板，因此對儲存材料的要求非常高。氫氣的液化溫度達到-253℃，因此液氫的制備過程能耗很大，安全儲運液氫成本高、技術難度大。

而如果采用氨作為氫能載體。它在常溫常壓下就可液化；氨的點火溫度比氫高很多，相對氫氣要更安全，方便運載。大家在公路上可以看到運氨的車，也可以通過管道運輸。現在的思路是氨合成后，一部分用于化肥，另一部分可作為氫能的載體輸運。同事，氨的裂解也是非常成熟的技術，加溫后變成氮氣和氫氣。

（純氨火焰較小，難以穩定燃燒）

目前真正不含碳并具有實用性的燃料只有兩種，就是氫和氨。但通過日本研究人員的研究，可以看到要使氨穩定燃燒非常困難，它很可能燒了一下會熄火。所以怎么樣能夠使氨進行高速穩定燃燒，日本在這方面做了很多的工作，他們的技術現在已經到了可以應用的階段。

氨的燃燒不會有碳排放，但是可能產生氮氧化合物。日本能夠把氮氧化物控制在100ppm甚至10ppm以下。如三菱重工目前在開發的4萬千瓦100%純氨燃燒發電機，2025年要實現實用化。

21年10月份，日本政府公布了第六版能源戰略計劃，提出優先推廣氫、氨混燒的發電技術。他們分步推進，首先是30%的氫氣+70%的天然氣，20%的氨氣+80%的煤粉來實現混燒技術，2050年要實現100%氨氣和氫氣的燃燒發電。我認為這代表了今后在高溫燃燒、零碳燃料的一個發展方向，應該引起我們的重視。

與此同時，韓國也緊緊跟上。韓國政府成立了一個氫氨發電示范促進領導小組，目標就是推動氫、氨與天然氣、煤混合燃燒發電。韓國的計劃是2050年約35%左右的高溫發電是氫、氨完成的。

澳大利亞目前在積極布局向日本和韓國提供氨燃料，因為澳大利亞的陽光非常充足，他們在澳洲制氫制氨，把氨能用海運輸送到日本和韓國。澳大利亞主要是用太陽能電解水制氫，然后用傳統的哈伯-博世工藝合成氨。另一個方式就是天然氣制氫、加碳捕獲，即用藍氫來合成藍氨。

廉價的光伏就會產生廉價的綠氫和綠氨。因為澳洲的陽光非常充足，光伏發電成本較低，根據21年8月-10月的統計，澳洲的綠氫成本已經做到3.75澳幣/公斤，大約16-19元人民幣/公斤，這個價格與中國目前天然氣制氫差不多了。如果這個價格還能夠繼續降低，那么合成廉價的綠氨完全有可能。另外，還有更超前的是用電化學制氨，目前這還是處于實驗室研究階段。

我們國家一定要從現在就跟上研究。我們現在研究氫能燃料電池汽車，這是完全正確的，但是我們也要重視用氫能和氨能作為一種零碳的高溫燃料的研究和應用。

在對國際信息的研究、研判和梳理下，佛山仙湖實驗室制定了相應的氨能研究規劃。我們實驗室的重點研發方向是與氫能應用相關的新材料、新技術，因此，實驗室制定了氫氨融合新技術的發展規劃。我們認為氫氨融合是國際清潔能源的前瞻性、顛覆性、戰略性的技術發展方向，是解決氫能發展的重大瓶頸的有效途徑，同時也是實現高溫零碳燃料的重要技術路線。