日本零碳氨进口规模将高达100万吨！“氨能社会”或将早于“氢能社会”实现
氨作为氢能载体之一极具潜力，而且与氢一样，氨也是零碳燃料，直接燃烧不会排放CO2。氨具有氢的大部分功能，与氢相比，氨更易于储存和运输，且流通系统已经完善，因此“氨能社会”或将早于“氢能社会”实现。
氨（NH3）作为氢能载体之一极具潜力（图1），在所有氢能载体中最易于运输和储存。氨在常温常压下为气体，沸点为-33.3℃，乍一看可能认为其液化时需要大量电力，但实际上仅需在20℃，以及8.5个大气压就能够液化——这与自行车胎的气压相当，因此通过人力也能实现。也就是说，氨仅需利用少量电力即可液化。
图1 通过“氨能”实现氢能社会
（a）：作为能源载体的氨的利用方式和用途。
（b）绿氨联盟（GAC）计划2025年蓝氨或绿氨的进口规模高达100万吨/年，这相当于日本目前的氨年进口量。
氨用途广泛。
甲基环己烷（以下简称“MCH”）虽也可用作氢能载体，且易于储存和运输，但不能直接燃烧。通过氢化反应制造MCH时需要使用甲苯，而甲苯的价格昂贵，并且没有使其燃烧的适用方法。
但是，NH3与H2一样，可以直接用作火力发电厂的燃料。除了用作能源载体外，还用于肥料和尿素、各种化学材料的原料、NOx等的脱硝材料，甚至还用于生成半导体氮化膜。氨用途广泛，全球年产量已达1.8亿吨。
但是，氨对人体有毒，具有强烈刺激气味，而且对金属有很强的腐蚀性，一般金属无法用作氨运输管道。
2025年日本零碳氨进口规模将达到100万吨/年
日本绿氨联盟（GAC）负责推动NH3作为氢能载体，其成员数量远超过其他氢能载体推动组织，已有80多家公司和机构参与其中。根据路线图，JERA从2021年开始在碧南火力发电厂（爱知县碧南市）的1GW级机组上进行20%氨混烧。今后氨消费量有望以10万吨为单位迅速增加，预计到2025年，日本零碳氨的进口规模将高达100万吨/年注1）。
注1）实际上，100万吨/年的NH3相当于日本目前每年从海外进口的NH3量。全球生产的NH3中有80%被用作化肥的原料。但是，据日挥控股公司称，日本目前大部分化肥依靠进口，国内产量较小。因此，NH3的进口量并没有那么大。
预计到2030年，日本零碳氨的进口规模将扩大至300万～500万吨/年。目前，日本政府的氢使用规模目标为到2050年达到500万～1000万吨注2）。NH3的使用规模将远大于此。
注2）据报道，2020年12月，日本政府提出到2030年使用1000万吨氢作为主要燃料的目标。
来自沙特阿拉伯的蓝氨
蓝氨的海外运输稍晚于MCH，于2020年9月开始（图2）。具体而言，由沙特阿拉伯的石油公司Saudi Aramco制造的40吨“蓝氨”被运往日本，并开始在IHI位于横滨和兵库县相生市的火力发电设备中进行混烧实验。
图2 首先从“蓝氨”开始
（a） 由Saudi Aramco和日本能源经济研究所（IEEJ）开始从沙特阿拉伯进口蓝氨；
（b） 在日本的混烧实验的情况。
（c） 氨也分为“蓝氨”和“绿氨”。Saudi Aramco的蓝氨是由蓝氢制造的，蓝氢是回收天然气重整过程中排放的二氧化碳并将其储存在地下而获得的氢。即使是使用绿氢制造的氨，如果由氢合成氨的哈伯-博施（HB）工艺等不是绿色工艺的话，所得到的也是蓝氨。
与H2一样，NH3也根据制造来源和方法被命名为“蓝氨”或“绿氨”。Saudi Aramco的蓝氨是由蓝氢制造的，蓝氢是通过CO2回收技术回收天然气重整制氢过程中产生的二氧化碳而得到的氢。
如果是由绿氢制成的NH3，则称为绿氨。然而，由H2和空气中的氮气（N2）合成NH3的哈伯-博施（HB）工艺过程中会产生30%以上的能量损失。因此，对于所制成NH3的类型来说，氨合成过程是否绿色也十分重要。
NH3合成方法的开发高峰
扩大使用NH3的目的是实现零排放，因此降低HB法的能量损失和CO2排放量，或者开发出划时代的NH3合成方法来替代HB法至关重要。相关企业也开始大力投资开发新的合成方法。
其中，日挥开发了钌（Ru）类催化剂（图3），大幅降低了HB法所需的压力。“HB法需要高温，但其热量可以通过NH3合成过程中的放热反应来维持。另一方面，需要通过压缩机来升压，因此需要大量电力。所需压力越低，合成过程中的能量损失就越少”。（日挥控股）
图3 日挥等对从绿氨生产到涡轮发电进行实证
日挥和产综研正在共同进行从绿氨生产到在燃气轮机中专烧的实证注3）：利用太阳能发电获得的电力驱动水电解装置；以从中获得的绿氢为原料，通过采用独创催化剂的低能耗HB法合成氨；此外，还在燃气轮机中进行了氨专烧发电实证。
注3）产综研大大缩小了原本用于该系统的大型脱硝装置。“通过优化燃烧条件，几乎可以抑制NH3专烧时产生的NOx。虽然还安装了小型脱硝装置，但似乎已经不再需要了。”（产综研）。
