绿氢“最强CP”绿氨能跟着万亿级风口起飞吗？

2023-09-09 06:02:30 来源：界面新闻小 中

在“双碳”背景下，全球持续探索下一代能源技术，氨特别是绿氨技术逐渐走入全球脱碳构想中。

(资料图)

“预计到2035年，中国的合成氨总消费量将达1.2亿吨，较2022年规模扩大1.5倍。”日前，毕马威中国能源及天然资源行业主管合伙人蔡忠铨在接受界面新闻记者采访时表示，受国家“双碳”战略和供给侧改革的影响，如此大体量的传统合成氨向绿氨过渡已是必然趋势。

氨是世界上生产及应用最广泛的化学品之一，目前主要用于制作硝酸、化肥、炸药以及制冷剂等，其中八成以上的氨用于生产化肥。

近日，毕马威中国发布的《绿氨行业概览与展望》（下称报告）中指出，目前全球氨产量约2.53亿吨，其中98%由化石能源制得，其碳排放占全球的1.8%，是全球碳排放大户。2020年，中国在合成氨方面的碳排放为2.2亿吨，位居化工行业首位，高于炼油、甲醇制取等。

绿氢和绿氨之间存在着密切的生产和应用关系，绿氨的直接生产原料是绿氢和空气中的氮，且绿氨可以成为绿氢的储运载体。

蔡忠铨表示，鉴于绿氢和绿氨的关系，随着绿氨应用的扩大，对绿氢的需求也将增加；绿氢的产业链发展也将推动绿氨的生产和应用，二者之间形成了一个相互促进、共同发展的良性循环。

氢能是当下风口产业。据中国氢能联盟，2020年中国氢能行业市场规模为3000亿元，预计至2025和2035年，氢能行业产值将分别达1万亿和5万亿元规模。

从目前的取得手段看，合成氨与氢制取的生产结构也类似，均以化石燃料制氢和工业副产氢为主。国际能源署（IEA）数据显示，2021年全球制氢来源中，天然气制氢占比达62%，煤制氢占比19%，工业副产氢占比18%，电解水制氢不足1%。

根据制备来源的不同，氢气可划分为灰氢、蓝氢和绿氢，合成氨也是如此。由于氢气是氨的主要生产原料，因此《报告》根据类似的标准也将氨分为了灰氨、蓝氨、蓝绿氨和绿氨。其中蓝绿氨是指甲烷热解过程将甲烷分解为氢和碳，并使用绿电将该过程中回收到的氢气做为原料制氨。

绿氢、绿氨制取过程图解

图表来源：《绿氨行业概览与展望》

以化石燃料为主的合成氨需要大幅减排，而经由绿电、绿氢产生的绿氨能够实现接近“零碳”排放。

根据国际能源署预测，在可持续发展情景中，基于电解水制氢技术和CCS，预计到2050年氨生产的碳排放强度将下降78%。其中，通过电解水制氢再合成绿氨减少的二氧化碳排放量占比，将从今天的微乎其微提高到之后的29%。

氨生产技术的绿色化，也将直接减少产业链上的碳排放。《报告》指出，氨合成尿素的阶段耦合CCS，捕捉冶金、炼化等行业排放的二氧化碳，经过化学反应形成的尿素也接近“零碳”排放。

中国目前的合成氨市场规模为千万吨级，规模位居全球第一。国家统计局数据显示，2021年合成氨总产量5313万吨，占全球合成氨市场份额的约三成。

《报告》显示，未来中日韩三国的合成氨市场增长速度领先于世界，预计2035年将达1.5亿吨，其中作为燃料的动力氨将达0.9亿吨，市场占比60%，需要加快向绿氨转型才能在满足如此大市场需求的同时减少碳排放。

其中，日本在《第六次能源基本计划》中已明确提出，在2030年前实现燃煤掺烧20%氨的目标，要实现该目标未来需要大量进口绿氨或蓝氨。目前日本最大的火力发电公司JERA和大型石油公司出光兴产，正在与全球最大的氨产商挪威Yara探索合作模式；综合贸易公司三井物产则参与了阿布扎比国家石油公司的清洁氨生产项目。

蔡忠铨对界面新闻表示，中国在绿氨领域的发展仍处于初级阶段，但已经开始在工业和农业中进行实验和应用。

据他提供的数据显示，目前中国正在开展的绿氨项目主要分布在西北、东北等可再生资源丰富的地区，全国规划的绿氨项目总产能约380万吨。其中，内蒙古2022年公布的绿氨产能约180万吨；部分项目获得备案，正在融资和筹建阶段，预计2025-2026年陆续投产。

此外，随着氢能产业兴起，绿氨作为储运氢的载体功能，逐渐被市场关注。绿氢也被业内成为绿氢的“最强CP”。

《报告》指出，氢气制取成本高、储存及运输困难等问题是制约氢能产业发展的瓶颈，限制了“氢经济”的发展，而氨被认为是比较理想的储运氢的载体。

蔡忠铨指出，一方面，氨的储存和运输技术已经相当成熟，特别是有LNG站改造为加氨站的可能性，这为其提供了较强的市场竞争力，通过液氨运输1千克氢的远洋运输成本为0.1-0.2美元，低于通过管道和轮船的氢运输渠道。

另一方面，氨的特性适合储运氢。以氢气为原料制成的液氨，比液氢具有更高的体积能量密度，且氨比氢气更容易液化。常压下氨气在-33就可以液化，而氢气需要低于-253，且同体积下，液氨比液氢多出至少60%的氢。

根据国际可再生能源机构（IRENA）预测，氨作为氢的载体，将从2030年的100万吨增加到2050年的1.1亿-1.3亿吨。

上述《报告》指出，氨在中国主要分农业、工业、储能三大用途。其中，储能作为新增用途尚未有明显应用，预计储能用氨将在2030年后进入快速发展期，到2050年达到50%的应用占比，是未来合成氨产业发展的主要动力。

但蔡忠铨同时指出，尽管有如上优势，绿氨储氢的商业化程度仍然有待提高，目前主要集中在小规模的试验和应用。

“未来，随着绿氢、绿氨的成本下降及技术的进一步突破，绿氨储运氢有望快速增长。”蔡忠铨称，

《报告》显示，现阶段绿氨成本仍然较高，不具备竞争优势。2020年，绿氨的生产成本区间为720-1400美元/吨，通过煤等化石燃料制取的灰氨成本则为280-440美元/吨。即使煤炭价格处于历史高点，绿氨成本比灰氨高，不具备竞争优势。

《报告》认为，预计未来5-10年内，绿氨的成本将逐渐接近或达到与传统合成氨相似的水平。

据IRENA预测，到2030年，绿氨的生产成本区间为475-950美元/吨，2050年绿氨的生产成本进一步下降为310-610美元/吨。

部分中国企业绿氨项目建设情况。图表来源：《绿氨行业概览与展望》

众多海外和中国企业已竞相布局绿氢-绿氨赛道。

根据中讯化工信息研究院统计，截至今年2月，全国规划绿氢项目已接近50个，规划产能超过800万吨，其中包括国家能源集团内蒙古风光氢氨一体化新型示范项目、国家电投参与投资的达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化项目、龙源电力旗下的内蒙古百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目等。

但《报告》也指出，IEA、IRENA等国际能源组织对绿氨未来需求的预测多是基于1.5°C减排目标。由于俄乌冲突、世界经济增长放缓等因素，一些国家没有完成碳减排的目标，部分欧洲国家重新开始启用煤等化石能源燃料，可再生能源发电推进可能滞后。

在这种背景下，全球推动碳减排的力度和成效不及预期，未来绿氨发展可能面临动力不足问题。

（文章来源：界面新闻）

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