德国联邦经济部长哈贝克今年三月访问卡塔尔时,不仅探讨了液化天然气(LNG)的供应,更将目光投向了“蓝氨”的潜在合作。首批测试用氨气预计将在几周内抵达汉堡,专门供应给当地铜业巨头奥鲁比斯(Aurubis)。随后,德国总理朔尔茨也访问了阿联酋,随行的包括蒂森克虏伯和西门子能源等德企高管,这些企业已在沙特阿拉伯参与氨气生产设施建设,并计划与阿联酋签署相关协议。不过,从当前小规模运输到实现大规模供应,仍需数年时间。
氨气(Ammoniak)是由一个氮原子和三个氢原子组成的分子,是全球产量最大的化学品之一。它不仅是化肥生产的基础原料,也是制造硝酸(进而生产炸药)、染料和特定塑料的关键前体。在能源领域,氨气正被视为解决可再生能源波动性问题的关键钥匙。
可再生能源面临的最大挑战在于其发电的不稳定性:太阳能依赖日照,风能依赖风力,且资源富集区(如中东)往往与需求中心(如欧洲)相距甚远。氨气提供了一种理想的解决方案:利用中东丰富的太阳能和风能,将空气中的氮和水转化为氢,进而合成氨。氨气易于液化和运输,抵达德国后,既可直接燃烧为工厂(如奥鲁比斯和萨尔茨吉特钢铁厂)提供热能,也可用于驱动燃气轮机发电。其燃烧产物仅为氮和水蒸气,对环境无害。
根据生产方式不同,氨气分为“绿氨”和“蓝氨”。绿氨完全利用可再生能源制氢,几乎零排放;蓝氨则利用天然气制氢,但需配合碳捕集与封存(CCS)技术,将产生的二氧化碳捕获并储存。卡塔尔拥有全球最大的天然气田(北方气田),沙特和阿联酋的天然气储量也位居世界前列,这使它们天然适合发展蓝氨产业。同时,这些国家也意识到化石能源终将枯竭,正积极寻求经济多元化,而中东地区充足的沙漠和阳光资源,使其成为发展绿氨产业的理想之地。
此外,海湾国家现有的LNG运输基础设施,经过改造即可用于氨气运输,大大降低了物流成本。德国早在2020年就发布了国家氢能战略,计划建设至少10吉瓦的电解水制氢能力,并已与澳大利亚、新西兰、加拿大及西非多国建立合作。据德国联邦教研部估算,仅西非31国理论上每年可生产16.5万太瓦时的绿氢,相当于德国年能耗的317倍。尽管这是理论数据,但氨气无疑是实现绿氢规模化跨国运输的最佳载体,而多元化的合作伙伴关系也有助于德国避免重蹈天然气供应单一的覆辙。
然而,氨能转型并非没有争议。蓝氨生产过程中的碳捕集率目前仍面临挑战,例如阿布扎比国家石油公司目前仅能捕获70%的碳排放,且部分被封存的二氧化碳被用于提高石油采收率,这在客观上可能间接支持化石燃料开采。此外,氨气的能量密度(6.25千瓦时/千克)远低于汽油(12.7千瓦时/千克),这是其作为燃料的物理短板。但相比液氢需-253℃的超低温和高压储存,氨气仅需-33℃即可液化,运输容器更薄、压力更低,综合运输能效反而更高,且单位体积能量密度优于气态氢。
对于中国能源企业而言,中东国家在“资源换技术”和“能源多元化”方面的战略转型极具参考价值,特别是在利用现有基础设施进行能源载体升级方面,值得中国企业在“一带一路”框架下深入关注并探索合作机遇。
