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摘要：氨用途广泛，原本主要用作制造肥料的原料，全球年需求量可达1亿8千万吨。近年来，氨作为燃料的利用备受关注。利用无CO₂排放工艺制造作为氨原料的氢，由此，在制氨过程中不会排放CO₂。将无碳氨用作燃料，有助于实现脱碳。Tsubame BHB株式会社革新了制氨技术，受到各行业的关注。本文将介绍Tsubame BHB的创新型制氨技术。

关键字：氨燃料、无碳氨、绿氨、新型氨合成技术、电子化合物催化剂技术、小规模制氨系统

氨是什么？关于氨的现状

氨作为基础化学品，全球年产量达1亿8千万吨。氨在日常生活中不可或缺。80%以上的氨用于生产肥料，是农作物不可或缺的氮源。此外，氨用途广泛，除了用于肥料之外，还可以用作化学纤维的原料、医药品的原料等。

氨的原料是氢和氮。目前，氢主要通过化石燃料（煤、石油、天然气等）制成。在使用化石燃料制氢的过程中会排放大量CO₂，占到全球CO₂排放量的1%以上。

为降低环境负荷，需要开发一种在生产过程中不会排放CO₂的无碳制氨工艺。绿氨是一种无碳氨，其原料氢通过电解水制成，该过程中利用太阳能和风能等可再生能源发电产生的电力。绿氨作为今后社会中不可或缺的资源，其产量的增加备受期待。

无碳氨有助于降低环境负荷，例如，使用无碳氨作为燃料，减少化石燃料的消费，从而大幅减少能源部门的CO₂排放量。日本也正在计划开展在燃煤发电中混入氨进行燃烧的氨混烧技术的技术开发和实证。此外，还计划将船舶上传统使用的重油等燃料替换成无碳氨，未来氨燃料的消费有望大幅增加。

氨制造及其供应链

目前，氨的制造技术采用哈伯法。哈伯法研发于100多年前，合成氨时需要高温高压条件。采用哈伯法的制氨设备需要高温高压条件，通常设备规模较大。因此，通常在特定地区大量集中生产氨，再将氨运输到需求地。

实际上，氨产业中面临的重大课题是氨运输和储存的高成本。氨气是具有可燃性的毒性气体，液化时需要冷却至-33℃，并且液化后运输需要进行特殊处理。因此，氨的输送和储存成本较高。与之相比，同样作为下一代能源备受关注的氢液化温度为-253℃，需要耗费更多的能量，成本更高。

现有方法与Tsubame BHB方法的供应链比较

Tsubame BHB的电子化合物催化剂技术

Tsubame BHB拥有由东京工业大学研究小组所开发的电子化合物催化剂技术。

该研究小组利用低价的水泥材料合成了全球首个将电子作为负离子的电子化合物（以下简称“C12A7电子化合物”）。另外，研究小组认为利用C12A7电子化合物容易提供电子的特性，易于切断氮分子键。在应用该C12A7电子化合物作为氨合成催化剂时发现，与现有催化剂相比，C12A7电子化合物所需的活性能减半，TOF^※¹高出一个数量级。

（※1 Turnover Frequency：单位时间内在一个催化位点上可转化成生成物的分子数的最大值）

与哈伯法中使用的铁催化剂相比，利用该电子化合物催化剂时，能够在低温低压条件下高效合成氨。

Tsubame BHB致力于利用该技术，实现小规模分布式现场制氨。这意味着有望削减氨的运输和储存成本（氨产业的课题）。

利用电子化合物催化剂合成氨的机理

关于Tsubame BHB的小规模制氨模块系统

目前，Tsubame BHB正在开展采用电子化合物催化剂技术的小规模制氨系统项目。Tsubame BHB的标准化模块系统能够按需生产，目前提供了年产3000吨的TM-3000和年产5000吨的TM-5000，此外，采用EPC基本销售模式，可灵活应对年产1万～5万吨的需求。

现有制氨设备规模巨大，只能安装在特定场所，而本次开发的小规模制氨系统，能够在全球任何地方实现分布式小规模生产，使氨更容易获得。

Tsubame BHB的小规模制氨系统尺寸小，且结构紧凑。目前正在开发自动运转功能，目标是实现能够在全球任何地方简单高效制氨的系统。

小规模制氨系统 TM-3000

总结

以上围绕近来备受关注的氨现状进行了介绍。氨除了用于制造粮食生产中不可缺少的肥料外，其能够降低环境负荷进而实现脱碳的作用同样备受关注。Tsubame BHB的目标是利用新型氨合成技术实现氨的便捷利用。

支撑未来氨社会的新型氨合成技术