Um den Anforderungen der kohlenstoffarmen Umstellung von Kohlekraftwerken gerecht zu werden, bietet Ammoniak als kohlenstofffreier Brennstoff und effizienter Wasserstoffspeicher zusammen mit der Ko-Feuerungstechnologie mit Kohle einen neuen Weg zur Kohlenstoffminderung in der Wärmeerzeugungsindustrie. Aus der Perspektive der gesamten Wertschöpfungskette „Herstellung - Speicherung - Transport - Nutzung“ wird systematisch ein Überblick über die Forschungsfortschritte und Schlüsseltechnologien der grünen Ammoniaksynthese, der Lagerung und des Transports sowie der Ammoniak-Kohle-Mischfeuerung gegeben und deren Wirtschaftlichkeit bewertet. Die Studie zeigt, dass die grüne Ammoniaksynthese mit der zweiten Generation der Niedertemperatur-Niederdruck-Technologie (Eisen-/Rhodium-Katalysatoren) das größte industrielle Potenzial besitzt und technologische Durchbrüche bei der Steigerung der katalytischen Aktivität und der dynamischen Abstimmung des erneuerbaren Wasserstoff-Erzeugungs- und Ammoniaksynthesesystems benötigt; es wird vorgeschlagen, 100.000-Tonnen-Niedertemperaturspeicher und Langstrecken-Ammoniakleitungen zu entwickeln sowie ein „West-Ammoniak-Ost-Transport“-Netzwerk aufzubauen, um die großflächige Anwendung von grünem Ammoniak zu unterstützen; die Ammoniak-Kohle-Mischfeuerung kann durch Optimierung der Ammoniak-Einspeisestellen (Nachmischung in sauerstoffarmer Zone), Stufenluftzufuhr (Äquivalenzverhältnis 1,1–1,3 im Hauptbrennraum) und Ammoniakanteil sowie durch die Auslegung von NH3-Kohle-Mischbrennern mit niedrigem Stickstoffoxidausstoß NOx-Emissionen auf dem Niveau von reinem Kohlefeuer erreichen, wobei die Abschwächung des Strahlungstransports im Kessel, die Verstärkung der Konvektion und die Verträglichkeit des Dampfwassersystems des Kessels berücksichtigt werden müssen. Wenn die Kosten für grünen Strom auf 0,10 Yuan/(kW·h) sinken und der CO2-Preis über 370 Yuan/t liegt oder Ammoniak aus überschüssiger Wind- und Solarenergie hergestellt wird, wird grüner Ammoniak im Vergleich zu Kohle wettbewerbsfähig sein. Künftig sind Kostenreduktion für grünen Ammoniak, CO2-Preismechanismen und politische Unterstützung erforderlich, um die Umsetzung der Technologie voranzutreiben. Diese Studie bietet eine vollständige technologische Referenzkette und wirtschaftliche Optimierungsrichtungen für die skalierte Anwendung der grünen Ammoniak-Ko-Feuerungstechnologie in Kohlekraftwerken.

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