程一兵：《仙湖实验室氢氨融合颠覆性产业化技术发展规划》

位于佛山高新区的仙湖实验室是由佛山市人民政府、武汉理工大学、佛山市南海区人民政府合作于2019年12月由广东省佛山市出资在2019年成立的事业单位，致力于以氢能、燃料电池等新能源、新材料国家产业发展需求为导向，打造新能源与新材料等领域国内一流、国际领先的战略科技创新平台。

仙湖实验室里面设置了多个技术实验室，研究范围从光伏制氢，到燃料电池、动力总成，再到智联网汽车，形成了一个从氢的制备到氢能汽车集成的完整研发链条。而仙湖实验室周边就是佛山市南海区丹灶引以为傲的仙湖氢谷。

据仙湖实验室的程一兵院士介绍，氢气非常活泼，在和空气混合以后，容易产生燃烧和爆炸。同时，氢很容易穿透钢板，因此对储存材料的要求非常高。氢气的液化温度达到-253℃，因此液氢的制备过程能耗很大，安全储运液氢成本高、技术难度大。

而如果采用氨作为氢能载体。它在常温常压下就可液化；氨的点火温度比氢高很多，相对氢气要更安全，方便运载。大家在公路上可以看到运氨的车，也可以通过管道运输。现在的思路是氨合成后，一部分用于化肥，另一部分可作为氢能的载体输运。同事，氨的裂解也是非常成熟的技术，加温后变成氮气和氢气。

（纯氨火焰较小，难以稳定燃烧）

目前真正不含碳并具有实用性的燃料只有两种，就是氢和氨。但通过日本研究人员的研究，可以看到要使氨稳定燃烧非常困难，它很可能烧了一下会熄火。所以怎么样能够使氨进行高速稳定燃烧，日本在这方面做了很多的工作，他们的技术现在已经到了可以应用的阶段。

氨的燃烧不会有碳排放，但是可能产生氮氧化合物。日本能够把氮氧化物控制在100ppm甚至10ppm以下。如三菱重工目前在开发的4万千瓦100%纯氨燃烧发电机，2025年要实现实用化。

21年10月份，日本政府公布了第六版能源战略计划，提出优先推广氢、氨混烧的发电技术。他们分步推进，首先是30%的氢气+70%的天然气，20%的氨气+80%的煤粉来实现混烧技术，2050年要实现100%氨气和氢气的燃烧发电。我认为这代表了今后在高温燃烧、零碳燃料的一个发展方向，应该引起我们的重视。

与此同时，韩国也紧紧跟上。韩国政府成立了一个氢氨发电示范促进领导小组，目标就是推动氢、氨与天然气、煤混合燃烧发电。韩国的计划是2050年约35%左右的高温发电是氢、氨完成的。

澳大利亚目前在积极布局向日本和韩国提供氨燃料，因为澳大利亚的阳光非常充足，他们在澳洲制氢制氨，把氨能用海运输送到日本和韩国。澳大利亚主要是用太阳能电解水制氢，然后用传统的哈伯-博世工艺合成氨。另一个方式就是天然气制氢、加碳捕获，即用蓝氢来合成蓝氨。

廉价的光伏就会产生廉价的绿氢和绿氨。因为澳洲的阳光非常充足，光伏发电成本较低，根据21年8月-10月的统计，澳洲的绿氢成本已经做到3.75澳币/公斤，大约16-19元人民币/公斤，这个价格与中国目前天然气制氢差不多了。如果这个价格还能够继续降低，那么合成廉价的绿氨完全有可能。另外，还有更超前的是用电化学制氨，目前这还是处于实验室研究阶段。

我们国家一定要从现在就跟上研究。我们现在研究氢能燃料电池汽车，这是完全正确的，但是我们也要重视用氢能和氨能作为一种零碳的高温燃料的研究和应用。

在对国际信息的研究、研判和梳理下，佛山仙湖实验室制定了相应的氨能研究规划。我们实验室的重点研发方向是与氢能应用相关的新材料、新技术，因此，实验室制定了氢氨融合新技术的发展规划。我们认为氢氨融合是国际清洁能源的前瞻性、颠覆性、战略性的技术发展方向，是解决氢能发展的重大瓶颈的有效途径，同时也是实现高温零碳燃料的重要技术路线。