導讀：氨(NH3)這種無色燃料燃燒時不排放二氧化碳。它豐富且常見，而且可以利用可再生的電力、水和空氣來制造。燃料電池和內燃機都可以使用它。它與氫不同，不需要儲存在高壓罐或低溫杜瓦瓶中。它的能量密度是鋰離子電池的10倍。
1. 氨的優勢
首先，氨(NH3)相對氫來說更容易運輸和儲存。氨比氫更不易燃，因此在這方面氨是一種更安全的燃料。此外，NH3的沸點為33.36℃，H2的沸點為－252.9℃，NH3更容易液化，所以氨儲存和運輸所需的能量更少。最重要的是，氨具有特殊的氣味，為其潛在的致命泄露提供了早期預警，這是純氫沒有的特征。
第二，液氨是一種比液氫本身更有效且能量密度更高的氫載體。NH3是一個氮原子和三個氫原子結合在一起，與H2相比，一升液氨中的氫比一升液氫中的氫含量高，在相同體積的儲存容器中可以輸送更多的能量。
第三，NH3是世界上最重要的化學商品之一，也是生產最廣泛的化學品之一。其包括裝卸在內的運輸法規和運輸基礎設施已經在全世界得到了廣泛的布置。一般情況下，氨運輸和儲存在中等壓力的儲罐中，這意味著它可以快速應用到能源系統中需要它的特定部分。
目前氫能的利用和商業化進程緩慢，運輸氫氣既困難又昂貴，但一個廣泛的氨輸送系統已經存在，與氨氣相關的設施成本比氫氣低。如果用綠氫生產氨，就不會產生二氧化碳排放，與此同時，將綠氨液化然后大規模運輸可能是將來氫氣儲運的最佳方式之一。另外，氨燃燒的產物是水和氮，不會造成碳排放，氫能產業正在向氨方向發展。
但是如果直接將氨作為燃料，則需要克服氨不容易燃燒的缺陷。氨的燃燒速度低于氫，發熱量也低于氫和天然氣，將其點燃并實現持續穩定燃燒比較困難。
為了盡快實現碳中和的目標，各個國家政府也越來越重視氨能的發展。
2. 氨能技術發展現狀
2.1合成氨技術
2.1.1 綠氫－Haber-Bosch電化學體系制備綠氨
目前全球綠氨大部分的制備方式為：基于Haber-Bosch電化學體系，用綠氫和氮氣合成綠氨。利用電解槽綠色制氫，該電解槽工作在堿性水介質或質子交換膜或固體氧化物介質中。這些電解槽利用來自太陽能、風能和潮汐能等可再生能源的電力生產綠氫。而合成氨的反應則依舊是在高壓環境的合成塔中完成，氮氣和氫氣混合后經過壓縮從塔的上部進入合成塔。經過合成塔下部的熱交換器，混合氣體的溫度升高，并進入放有催化劑的接觸室。在接觸室，一部分氮氣和氫氣發生反應，合成了氨，混有氮氣，氫氣和氨氣的混合氣體經過熱交換器離開合成塔。混合氣體要經由冷凝器，將氨液化，因而將氨分離出來，而氮氣和氫氣的混合氣體經壓縮再次送入合成塔，形成循環利用，以節省原料。
2.1.2 四烷基膦酸鹽電化學方法
一種全新的電化學方法制取氨，可以大幅度減少與目前的Haber-Bosch工藝有關的溫室氣體排放。該方法是一種使用與鋰電池類似的電解質電池來制備氨氣。使用可再生能源電解從空氣中分離出氮氣，還原生成氮化鋰，從水中分離出氫氣，通過電氧化還原以產生氨。這意味著氨可以完完全全成為“綠色生產”。用四烷基膦酸鹽代替乙醇。這種陽離子可以穩定地經歷去質子化－再質子化循環，并且提高了介質的離子電導率。
2.1.3 低溫低壓合成綠氨
與當今世界上通常采用的傳統氨生產工藝相比，使水在極低的溫度和壓力下直接生產綠色氨。基于零排放堿性電池和綠色氨能技術的電力解決方案，允許不間斷的電力幫助世界從柴油動力轉移到清潔能源動力。
2.2氨脫氫技術
2.2.1 傳統氨分解制氫
傳統的氨分解變壓吸附制氫工藝可分為兩部分：氨分解和變壓吸附純化。液氨經預熱器蒸發成氣氨，然后在一定溫度下，通過填充有催化劑的氨分解爐，氨氣即被分解成含氫75%、含氮25%的氫氨混合氣。其反應為：
2.2.2 電化學電池氨脫氫
氨遇到將其分解成氮和氫的催化劑，氫會立即轉化為質子，然后通過電驅動質子穿過電化學電池中的質子導電膜。通過不斷地抽離氫，推動反應的進行。從氨裂解中產生的氫可以用于燃料電池。
2.2.3 新型低溫氨分解制氫
氨分解制氫催化劑及其制備方法及其在電極中的與應用。催化劑包括活性組分和載體，活性組分為釕和/或鎳，載體為鋇基鈣鈦礦，氧化鋯基稀土金屬氧化物，氧化鈰基稀土金屬氧化物，鎵酸鑭基鈣鈦礦，氧化鋁中的至少一種。該催化劑可以使催化劑的熱膨脹系數與電極材料的熱膨脹系數接近，從而解決催化劑和電極因受熱易出現分層的問題；以釕和/或鎳活性組分，將其負載在載體上制得的催化劑具有較好的催化效果和較高的氨分解效率。
3. 全球主要國家氨能發展情況
3.1日本大力發展氨燃燒
2020年底，日本公布了“綠色增長戰略”行動計劃，氨能被重點提及。2021年4月，日本政府計劃：到2050年，氫氣和氨氣發電將占日本總能源產量的10%左右；2023年之前將突破燃煤火力發電廠混合氨燃燒技術；2025年可將氨含量為20%的燃料投入實際應用；2040年實現100%的氨燃燒火力發電技術的開發。
3.2歐洲加大綠氨生產
2020年11月24日，歐盟第四次氫能網絡會議提到要不斷增加綠氨的生產。
3.3韓國氨燃燒發電提上日程
2020年12月7日，韓國產業通商資源部主持召開的“第二次氫氣和氨氣發電推進”會議上，韓政府宣布將2022年作為氫氣-氨氣發電元年，并制定發展計劃和路線圖，力求打造全球第一大氫氣和氨氣發電國。會議宣布，政府將投入400億韓元用于有關基礎設施的建設，并于2023年前制定“氫氣和氨氣發電指南”。
3.4中國加大氨儲能研發力度
2021年5月26日－28日，上海舉辦了第一屆“2021年氨燃料電池動力系統產業發展上海國際峰會論壇”，來自中外的能源廠家、設備供應商和配套廠家均參與其中，交流氨能發展的新機會，反響熱烈。組織方響應產業界要求，半年后又舉辦了“第二屆氨產業和氨燃料動力系統上海國際論壇”，探討氨產業和氨燃料動力系統在航運、船舶、內燃機、飛機、汽車、市政、電力、工程、港口等清潔新能源市場的機遇與發展趨勢。
2022年1月29日，國家發展改革委國家能源局關于印發《“十四五”新型儲能發展實施方案》的通知提到，要加大關鍵技術裝備研發力度推動多元化技術開發，開展儲能環節關鍵核心技術、裝備和集成優化設計研究，這其中包括氨儲能。
3.5澳大利亞持續推進氨能發展
2020年9月，澳大利亞氨能源協會(AEA Australia)分會舉辦了第二屆“氨=氫2.0會議”。會議上提出：要加強政府與行業之間的合作關系；為氨動力船舶稅收開設安全培訓課程；行業和政府共同出資設立氨生產技術研發中心；與日本和新加坡等國家建立綠氨有關的能源安全合作。
為了保護綠色地球，在探索工業和能源領域的脫碳技術時，氨能被反復提及。全球各國已將關注的眼光慢慢移向了氨能領域。
