В контексте двойного углерода использование возобновляемой электроэнергии для электролиза воды для производства и хранения водорода не только может поглотить возобновляемую энергию, решить проблему транспортировки и хранения водорода, но также способствовать зеленой трансформации традиционного производства аммиака. Чтобы исследовать влияние различных планов производства водорода на технико-экономическую эффективность системы производства аммиака, был проведен сравнительный анализ тепловой и экономической эффективности системы производства аммиака, основанной на протонном обменном мембранном электролизе, на системе производства аммиака с протонным обменным мембранном и системе производства аммиака с алкалийным электролизом в пропорции 1:1 и на системе производства аммиака с алкалийным электролизом. Использован метод комбинированного анализа точек пересечения и математического программирования для анализа интеграции теплового и холодного потоков системы производства аммиака с протонным обменным мембранном и алкалийным электролизом. Результаты показывают, что начальная техническая эффективность всех трех планов производства водорода составляет соответственно 60,3%, 56,1% и 52,5%. Выбросы углерода в аммиаке также увеличиваются из-за увеличения юлей обслуживания системы. Благодаря применению зрелой технологии алкалийного электролиза алкалийный электролизный план имеет наиболее короткий срок окупаемости инвестиций, а именно 6,4 года. Тем временем, срок окупаемости инвестиций в плане электролиза с протонным обменным мембраном дольше всего и составляет 12,8 лет. Анализ интеграции теплового и холодного потоков системы производства аммиака с протонным обменным мембраном и алкалийным электролизом показывает, что избыточное тепло ниже 100℃ может быть направлено в окружающую среду через общую холодную услугу. Кроме того, повышение температуры работы электролизера благоприятно для улучшения тепловой эффективности системы, в то время как снижение цены на электроэнергию и увеличение продолжительности годовой работы системы способствуют улучшению экономической эффективности.

Протонно-обменный мембранный электролиз; алкалийный электролиз; зеленый аммиак; анализ точек пересечения