En el contexto de la huella de carbono doble, el uso de electricidad renovable para el electrólisis del agua con el fin de producir y almacenar hidrógeno no solo puede absorber la energía renovable, resolver el problema del transporte y el almacenamiento de hidrógeno, sino también promover la transformación verde de la producción tradicional de amoníaco. Para estudiar el impacto de diferentes planes de producción de hidrógeno en la eficiencia técnico-económica del sistema de producción de amoníaco, se realizó un análisis comparativo del rendimiento térmico y económico del sistema de producción de amoníaco basado en la electrólisis de membrana de intercambio de protones, el sistema de producción de amoníaco con electrólisis de membrana de intercambio de protones y el sistema de producción de amoníaco con electrólisis alcalina en una proporción de 1:1, así como en el sistema de producción de amoníaco con electrólisis alcalina. Se utilizó el método de análisis combinado de puntos de cruce y programación matemática para analizar la integración de flujos de calor y frío del sistema de producción de amoníaco con electrólisis de membrana de intercambio de protones y de electrólisis alcalina. Los resultados muestran que la eficiencia técnica inicial de los tres planes de producción de hidrógeno es respectivamente del 60,3%, 56,1% y 52,5%. Las emisiones de carbono en el amoníaco también aumentan debido al aumento del requerimiento neto de energía del sistema. Gracias a la aplicación de la tecnología madura de electrólisis alcalina, el plan de electrólisis alcalina tiene el período de recuperación de la inversión más corto, es decir, 6,4 años. Mientras tanto, el período de recuperación de la inversión en el plan de electrólisis de membrana de intercambio de protones es el más largo, 12,8 años. El análisis de la integración de flujos de calor y frío del sistema de producción de amoníaco con electrólisis de membrana de intercambio de protones y electrólisis alcalina muestra que el exceso de calor por debajo de 100℃ puede ser dirigido hacia el entorno a través de un servicio colectivo de frío. Además, el aumento de la temperatura de funcionamiento del electrólisis es beneficioso para mejorar el rendimiento térmico del sistema, mientras que la reducción del precio de la electricidad y el aumento de la duración anual del funcionamiento del sistema contribuyen a mejorar el rendimiento económico.

Electrólisis de membrana de intercambio de protones; electrólisis alcalina; amoníaco verde; análisis de puntos de cruce