氨排放問題
氨是重要化學物質,主要作為肥料支持全球糧食生產,以及塑膠與紡織品製造。然而,其生產過程是溫室氣體的主要來源,佔化工產業排放量 20%。傳統的哈伯法使用來自空氣的氮氣與主要來自甲烷的氫氣,化石燃料燃燒產熱及製氫會產生大量二氧化碳。
藍氨與綠氨:新興低碳排替代方案
兩種更環保的替代方法獲得關注:藍氨結合碳捕捉與封存減少碳排;綠氨利用再生能源電解水產氫,無需化石燃料。藍氨已經在路易斯安那州等一些地區進行商業運轉,同時出口日本,而再生能源豐富的地區綠氨正在擴大,儘管相較於傳統方法依然昂貴。
創新「藍綠」氨混合生產
麻省理工學院的研究人員提出了一種綜合法,將藍綠氨設施共置一處創建一套協同系統。綠氨電解過程產生的副產品,也就是多餘的氧氣可用於藍氨工廠的自熱重整過程,這裡需要純氧。相較於目前的低碳排製氨法,這種整合可提高整體效率,減少浪費,降低成本,溫室氣體排放量減少有望高達 63%。
經濟及環境影響
這種混合法能使更清潔的製氨法更具經濟吸引力與擴充性,作為邁向未來綠氨主導的過渡步驟。實現永續化肥生產滿足日益成長的全球需求,可以解決氣候與糧食安全方面的挑戰。研究人員強調,儘管這個概念很有前景,但首批投入營運的工廠將會面臨最佳化的實務問題。
展望與意義
隨著氨肥與潛在零碳燃料的角色日益重要 — 特別是對於航運等難以脫碳的運輸方式而言 — 推進更環保的生產方法極為重要。提議的混合藍綠氨系統有望促使全球更容易取得永續氨,在碳排最密集的工業的加速脫碳。這項研究是實現經濟低碳產氨並符合全球氣候目標的重要一步。