上海市太阳能学会

近日，澳大利亚研究人员Keith Lovegrove在自己的研究文章提出，未来可用氨（NH₃，氮和氢的化合物，拥有广泛的用途，是世界上产量最多的无机化合物之一）作为载体，将太阳热能通过液态燃料“罐装”起来，运送到世界各地，实现零碳排放。同时，由于海运极低的运输费用，该技术有望使光热利用成本达到目前光热发电的一半左右。

　　曾代表澳大利亚参与国际能源署组织的太阳能化学研究项目的Lovegrove，现在是能源咨询公司ITPower光热部门的负责人。他与加州大学洛杉矶分校合作的最新研究论文，就探讨了氨作为一种新型储能材料如何在光热发电中发挥作用。

　　Lovegrove指出，在人口密集的地区，往往很难有足够的空间建造大型光热电站；反之，沙漠地区虽然广袤辽阔，光资源丰富，空气洁净，无颗粒污染，但却远离用电人群。在光热电站开发时，建设区域与消纳区域很难实现完美结合。

图：来自澳洲的沙漠太阳热能有望通过氨输送至韩国日本等国家

　　但是，采用氨储能则可以避开线路输电，完美解决这个问题——将太阳能作为液态燃料“罐装”起来运往任何地方使用。Lovegrove表示，可以在沙漠中搜集太阳热能，然后通过管道输送到海岸进行罐装，再通过海路运往世界各地。在这种高效率运输方式的助力下，“罐装”太阳能出口有望大大增加太阳热能在全球范围内的生产和出口量。

　　在利用氨储存热能的过程中，利用光热聚光系统可轻松实现700℃左右的反应温度，氨在热化学储能过程中反复分解和组合，而在释放热量时主要生成水蒸气。值得一提的是，氢气和氨气混合气体可以稳定储存在室温条件下，在需要热量时随时可以用来制热，所以可以储存很长时间。

　　同时，据劳氏船级社提供的相关数据显示（详见下图），相比电力传输，通过海运运输氨的成本非常低廉。

　　事实上，在氨之前，氢是较受瞩目的可用于储能的清洁能源之一。

　　氢经济（Hydrogen economic）的概念早在20世纪70年代就被提出，是指能源以氢为媒介（储存、运输和转化）的一种未来的经济结构设想。人们认为氢是一种清洁能源，燃烧释放热量的过程会生成水蒸汽，但不会产生任何污染物。

　　然而，太阳能制氢产业经历了30年的试验尝试后，依然未能发展成熟，其中很大一部分原因是，氢气的低体积能量密度和运输过程中的危险性使其需要新的载体去储存和运输。如今，研究人员越来越倾向于使用氨来作为储氢载体。

　　Lovegrove指出，一公升液态氨里的氢含量比一公升液态氢要多，虽然听起来违反常理，但氨确实是一种理想的储氢载体（到达目的地后再将其转化为氢，或者也可直接使用，因为传统汽轮机经改造后可直接燃烧氨）。氨与氢一样，都不含碳原子，但同时又比氢更易于运输，也确实拥有更广阔的发展前景。相比发展“氢经济”，“氨经济”或将成为更佳选择。

　　近一个世纪以来，氨作为燃料仅受到零星的关注，但随着太阳能燃料研究的进步，氨可将太阳能作为液态燃料“罐装”起来，在全球范围内自由交易，这个发现或有望引领一个新时代。