初创公司Ammobia称其改良哈柏-博施工艺 可望显著降低氨生产成本

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氨在全球农业和化工体系中占据关键地位,被广泛用于化肥生产,但其工业化生产工艺在过去一个多世纪中变化有限。一家名为 Ammobia 的初创公司近日表示,其在传统哈柏-博施工艺基础上进行了改良,有望在保持工艺核心原理不变的前提下,将氨的生产成本降低多达 40%。

Ammobia向科技媒体 TechCrunch 独家披露,公司已完成 750 万美元种子轮融资,用于验证其技术在更大规模上的可行性。本轮投资方包括液化空气集团风险投资部门 ALIAD、雪佛龙技术风险投资、千代田公司、MOL Switch 以及壳牌风险投资。

试图改造百年工艺

目前全球氨生产几乎全部依赖哈柏-博施工艺。该工艺利用铁催化剂,使一分子氮气与三分子氢气发生反应,但需要在约 500℃ 高温和约 200 巴(约 2900 磅/平方英寸)高压条件下进行,这些条件通常依赖化石燃料提供热能和部分原料。

氮气来源相对容易,地球大气中近 80% 为氮气;但氢气主要通过对天然气进行蒸汽重整,从甲烷(CH4)中制取。现有工艺能耗高、排放大,被认为是全球温室气体排放的重要来源之一,约占全球排放量的近 2%。

Ammobia 表示,其改良工艺可在比传统哈柏-博施工艺低约 150℃ 的温度下运行,压力也可降低约 10 倍。在此条件下,即便仍部分使用化石燃料,采用该工艺的工厂也有望减少污染排放。

公司称,较低的温度和压力不仅有助于减排,也意味着设备规格要求下降,可使用更便宜的泵和相关设备,从而降低前期资本支出。这一特征被视为对现有生产商的潜在吸引力,因为在传统工艺框架下,企业通常只能通过寻找更便宜的热源或氢气来源来压缩成本,而在美国等地区,天然气已接近成本低位。

面向更广泛应用场景

除化肥外,氨正被部分国家视为实现工业和交通领域减排的潜在工具。一些方案将氨视为氢气的替代载体,用于能源储运和燃料应用。报道指出,日本和韩国等国已制定依赖氨的工业和交通路线图。

与氢气相比,氨被认为在运输和储存方面具有一定优势。Ammobia 联合创始人兼首席执行官 Karen Baert 在接受 TechCrunch 采访时表示,氨在运输和储存上的便利性和成本优势,为其带来了多种潜在应用机会。

Baert 同时强调,如果氨的生产过程本身排放较高,其在减排领域的潜在作用将受到限制。Ammobia 认为,其工艺的能耗和条件要求降低,有望为更清洁的氨生产创造空间。

与可再生能源的适配

Ammobia 表示,其工艺在设计上兼容任何氢气或热源,并不要求立即改变现有原料结构。但公司指出,与传统哈柏-博施工艺相比,较低的运行压力使生产调节更为灵活,这可能为可再生能源开发者提供新的选择——在可再生电力过剩时制取氢气并进一步生产氨。

Baert 称,在利用可再生能源的场景下,由于无需额外储存氢气或电力,公司技术在成本上可能更具优势。Ammobia 认为,这种灵活性有望鼓励更多采用清洁能源的氨生产模式。

设备规模与技术路径

在装置规模方面,Baert 介绍,目前多数传统氨厂的日产能在 1000 至 3000 吨之间,而 Ammobia 规划的商业化装置单元日产能约为 250 吨。对于需要更大产能的客户,可以通过安装多个单元实现扩容。

Ammobia 尚未公开其如何在低温低压下实现反应的具体技术细节,但公司透露,正在申请一项与反应器系统相关的专利。该系统利用吸附剂在氨生成时将其从反应区移除,为催化剂表面腾出空间以进行下一步反应。此外,研究人员也在探索非铁类催化剂,包括可能降低能耗的氮化锰等材料。

据介绍,Ammobia 已运行一套小型装置约一年时间。本轮融资将用于建设一座更接近商业模型的小型试点工厂,计划日产能约 10 吨,并集成未来商业装置的主要特征。

Baert 表示,通过模块化方式,公司可以更快推进项目建设,并从中等规模起步。她称,公司观察到市场上存在对这类解决方案的需求,而目前尚缺乏现成可用的选择。


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