日本最大的發電公司JERA株式會社宣布與全球最大的氨生產商CF工業控股公司簽署一份諒解備忘錄(MOU)，“就聯合項目開發、銷售和購買清潔氨進行潛在合作”。

根據諒解備忘錄，JERA和CF工業已同意在以下領域“共同研究合作的可行性”：

-日本Hekinan熱電廠4號機組20%共燃運行所需清潔氨的銷售和采購，計劃于2027年開始。所需的數量預計為每年50萬噸(mtpa)。

-聯合開發一個年產100萬噸的藍氨項目，CF工業公司正考慮在美國墨西哥灣沿岸開發該項目。

-此外，JERA還與總部位于挪威奧斯陸的氨生產商Yara International ASA的子公司Yara Clean Ammonia Norge AS簽署了類似的協議。該公司也在考慮在美國墨西哥灣沿岸開發一個新項目。

兩家公司于1月17日宣布了這些計劃，此前JERA完成了據稱已于2022年2月18日開始的招標程序。CF工業公司報告稱，其協議要求生產氨的碳排放量比傳統生產方式的碳排放量至少低60%。這種燃料被稱為“清潔氨”，在JERA的Hekinan熱電站與煤共燃，預計將大幅減少該設施的二氧化碳排放(氨在燃燒時不排放二氧化碳)。

CF工業控股公司總裁兼首席執行官Tony Will在一份聲明中說：“我們很高興繼續與JERA建立合作，因為我們推進了我們的共同承諾，加速了世界向清潔能源的過渡。我們領先的氨生產網絡和對清潔能源計劃的嚴格投資，使CF工業處于清潔氨供應的前沿。我們期待著幫助JERA和日本滿足其清潔氨的要求，這代表著全球將清潔氨作為清潔能源巨大需求的第一個重要步驟!”

氨的優勢

氨的化學式是NH3。對電力公司來說，這個公式中最重要的部分是氫。去年，CF工業清潔能源解決方案副總裁埃里克·梅耶爾(Erik Mayer)表示：“在碳排放不可接受的環境下，氫確實被視為在全球范圍內運輸能源和為世界提供燃料的關鍵手段。”

梅耶爾說：“我們將大量的氫轉化為氨，目前用于化肥市場，但最終同樣的氨分子被視為一種有效的方式，可以將氫分子轉移到世界各地，無論它們來自天然氣還是來自電解。”

他解釋說，氨對比氫的優勢在于，它在中等低溫下是液體，可以在相對較低的壓力下以液體的形式儲存，類似于液化石油氣(LPG)的儲存方式。關于如何使用氨，梅耶爾說，有兩種可能的方法：氨可以直接燃燒，也可以“裂解”，即在催化劑上分解，重新生成氫。

梅耶爾說：“一些發電廠，特別是在日本，正在考慮在燃煤電廠共燃氨，這樣可以用氨取代20%的煤炭，基本上可以減少20%的燃煤電廠排放量。這項技術正在試點測試中得到驗證，人們對這項技術相對了解，也知道它是有效的。”

共燃示范工程

JERA一直在與日本工程公司IHI Corp.合作，原定于2021年6月開始進行為期四年的測試項目。利用至少部分由日本新能源和工業技術開發組織(NEDO)資助的贈款計劃，該示范項目旨在“建立在Hekinan熱電站的燃料氨大容量共燃技術”。

JERA的任務是采購氨和建造相關設施，如儲罐和汽化器，而IHI的角色是開發用于演示的燃燒器。隨著該項目的啟動，JERA指出，這是“世界上第一個在大型商業燃煤電廠中聯合燃燒大量氨的示范項目。”

到2021年10月，兩家公司已經開始在Hekinan站的5號機組小批量利用燃料氨，其目的是幫助開發用于4號機組的大規模燃燒器。測試用燃燒器替換了5號機組48個燃燒器中的兩個，以檢查不同燃燒器材料和燃燒時間的影響，以確定共燃燃燒器的所需條件。這次測試預計需要大約200噸氨。

隨著項目穩步推進，JERA和IHI于2022年5月31日宣布，他們縮短了該項目的燃燒器、油箱、管道和其他設備的安裝周期。因此，他們決定將4號機組的大容量燃料氨共燃開始時間提前大約1年(圖1)。隨著1月17日備忘錄的宣布，氨采購現在似乎將優先安排。

圖1：項目進度更新于2022年5月31日發布。來源：JERA

干凈的氨

CF工業公司一直致力于自己的幾個行業領先的項目，旨在脫碳其氨生產網絡。去年10月，該公司與?？松梨?ExxonMobil)簽署了一項商業協議，以捕獲并永久儲存其路易斯安那州制造基地每年排放的200萬噸二氧化碳。該項目包括投資2億美元，在CF Industries位于路易斯安那州Donaldsonville的工廠建造一個二氧化碳脫水和壓縮裝置，以實現捕獲的二氧化碳的運輸和存儲。

然后，埃克森美孚將把捕獲的二氧化碳運輸并永久存儲在其在弗米里昂教區擁有的安全地質儲層中。作為該項目的一部分，埃克森美孚與EnLink Midstream簽署了一項協議，使用EnLink的運輸網絡將二氧化碳輸送到永久地質存儲。預計該項目將于2025年初啟動。

此外，2021年4月，CF工業公司與蒂森克虜伯簽署了一項工程和采購合同，在Donaldsonville制造基地開展“綠色氨”項目。蒂森克虜伯將為該項目提供一個20MW的堿性水電解廠，該工廠將使用可再生能源生產綠色氫氣。CF工業公司預計將電解廠產生的無碳氫整合到現有的氨合成回路中，以便從2024年開始每年生產2萬噸綠色氨。

同時，該公司還開始了一項前端工程和設計研究，以在路易斯安那州阿森松教區建造一個利用碳捕獲和封存的綠地清潔氨設施。作為難以減排工業的脫碳能源，對綠色和藍色氨的需求預計將大幅增長。CF工業公司預計每年將銷售170萬噸藍氨。與JERA的最終協議將使其早日實現這一目標。