在“雙碳”背景下，全球持續探索下一代能源技術，氨特別是綠氨技術逐漸走入全球脫碳構想中。
“預計到2035年，中國的合成氨總消費量將達1.2億噸，較2022年規模擴大1.5倍。”日前，畢馬威中國能源及天然資源行業主管合伙人蔡忠銓在接受界面新聞記者采訪時表示，受國家“雙碳”戰略和供給側改革的影響，如此大體量的傳統合成氨向綠氨過渡已是必然趨勢。
氨是世界上生產及應用最廣泛的化學品之一，目前主要用于制作硝酸、化肥、炸藥以及制冷劑等，其中八成以上的氨用于生產化肥。
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近日，畢馬威中國發布的《綠氨行業概覽與展望》（下稱報告）中指出，目前全球氨產量約2.53億噸，其中98%由化石能源制得，其碳排放占全球的1.8%，是全球碳排放大戶。2020年，中國在合成氨方面的碳排放為2.2億噸，位居化工行業首位，高于煉油、甲醇制取等。
綠氫和綠氨之間存在著密切的生產和應用關系，綠氨的直接生產原料是綠氫和空氣中的氮，且綠氨可以成為綠氫的儲運載體。
蔡忠銓表示，鑒于綠氫和綠氨的關系，隨著綠氨應用的擴大，對綠氫的需求也將增加；綠氫的產業鏈發展也將推動綠氨的生產和應用，二者之間形成了一個相互促進、共同發展的良性循環。
氫能是當下風口產業。據中國氫能聯盟，2020年中國氫能行業市場規模為3000億元，預計至2025和2035年，氫能行業產值將分別達1萬億和5萬億元規模。
從目前的取得手段看，合成氨與氫制取的生產結構也類似，均以化石燃料制氫和工業副產氫為主。國際能源署（IEA）數據顯示，2021年全球制氫來源中，天然氣制氫占比達62%，煤制氫占比19%，工業副產氫占比18%，電解水制氫不足1%。
根據制備來源的不同，氫氣可劃分為灰氫、藍氫和綠氫，合成氨也是如此。由于氫氣是氨的主要生產原料，因此《報告》根據類似的標準也將氨分為了灰氨、藍氨、藍綠氨和綠氨。其中藍綠氨是指甲烷熱解過程將甲烷分解為氫和碳，并使用綠電將該過程中回收到的氫氣做為原料制氨。
綠氫、綠氨制取過程圖解
圖表來源：《綠氨行業概覽與展望》
以化石燃料為主的合成氨需要大幅減排，而經由綠電、綠氫產生的綠氨能夠實現接近“零碳”排放。
根據國際能源署預測，在可持續發展情景中，基于電解水制氫技術和CCS，預計到2050年氨生產的碳排放強度將下降78%。其中，通過電解水制氫再合成綠氨減少的二氧化碳排放量占比，將從今天的微乎其微提高到之后的29%。
氨生產技術的綠色化，也將直接減少產業鏈上的碳排放。《報告》指出，氨合成尿素的階段耦合CCS，捕捉冶金、煉化等行業排放的二氧化碳，經過化學反應形成的尿素也接近“零碳”排放。
中國目前的合成氨市場規模為千萬噸級，規模位居全球第一。國家統計局數據顯示，2021年合成氨總產量5313萬噸，占全球合成氨市場份額的約三成。
《報告》顯示，未來中日韓三國的合成氨市場增長速度領先于世界，預計2035年將達1.5億噸，其中作為燃料的動力氨將達0.9億噸，市場占比60%，需要加快向綠氨轉型才能在滿足如此大市場需求的同時減少碳排放。
其中，日本在《第六次能源基本計劃》中已明確提出，在2030年前實現燃煤摻燒20%氨的目標，要實現該目標未來需要大量進口綠氨或藍氨。目前日本最大的火力發電公司JERA和大型石油公司出光興產，正在與全球最大的氨產商挪威Yara探索合作模式；綜合貿易公司三井物產則參與了阿布扎比國家石油公司的清潔氨生產項目。
蔡忠銓對界面新聞表示，中國在綠氨領域的發展仍處于初級階段，但已經開始在工業和農業中進行實驗和應用。
據他提供的數據顯示，目前中國正在開展的綠氨項目主要分布在西北、東北等可再生資源豐富的地區，全國規劃的綠氨項目總產能約380萬噸。其中，內蒙古2022年公布的綠氨產能約180萬噸；部分項目獲得備案，正在融資和籌建階段，預計2025-2026年陸續投產。
此外，隨著氫能產業興起，綠氨作為儲運氫的載體功能，逐漸被市場關注。綠氫也被業內成為綠氫的“最強CP”。
《報告》指出，氫氣制取成本高、儲存及運輸困難等問題是制約氫能產業發展的瓶頸，限制了“氫經濟”的發展，而氨被認為是比較理想的儲運氫的載體。
蔡忠銓指出，一方面，氨的儲存和運輸技術已經相當成熟，特別是有LNG站改造為加氨站的可能性，這為其提供了較強的市場競爭力，通過液氨運輸1千克氫的遠洋運輸成本為0.1-0.2美元，低于通過管道和輪船的氫運輸渠道。
另一方面，氨的特性適合儲運氫。以氫氣為原料制成的液氨，比液氫具有更高的體積能量密度，且氨比氫氣更容易液化。常壓下氨氣在-33就可以液化，而氫氣需要低于-253，且同體積下，液氨比液氫多出至少60%的氫。
根據國際可再生能源機構（IRENA）預測，氨作為氫的載體，將從2030年的100萬噸增加到2050年的1.1億-1.3億噸。
上述《報告》指出，氨在中國主要分農業、工業、儲能三大用途。其中，儲能作為新增用途尚未有明顯應用，預計儲能用氨將在2030年后進入快速發展期，到2050年達到50%的應用占比，是未來合成氨產業發展的主要動力。
但蔡忠銓同時指出，盡管有如上優勢，綠氨儲氫的商業化程度仍然有待提高，目前主要集中在小規模的試驗和應用。
“未來，隨著綠氫、綠氨的成本下降及技術的進一步突破，綠氨儲運氫有望快速增長。”蔡忠銓稱，
《報告》顯示，現階段綠氨成本仍然較高，不具備競爭優勢。2020年，綠氨的生產成本區間為720-1400美元/噸，通過煤等化石燃料制取的灰氨成本則為280-440美元/噸。即使煤炭價格處于歷史高點，綠氨成本比灰氨高，不具備競爭優勢。
《報告》認為，預計未來5-10年內，綠氨的成本將逐漸接近或達到與傳統合成氨相似的水平。
據IRENA預測，到2030年，綠氨的生產成本區間為475-950美元/噸，2050年綠氨的生產成本進一步下降為310-610美元/噸。
部分中國企業綠氨項目建設情況。圖表來源：《綠氨行業概覽與展望》
眾多海外和中國企業已競相布局綠氫-綠氨賽道。
根據中訊化工信息研究院統計，截至今年2月，全國規劃綠氫項目已接近50個，規劃產能超過800萬噸，其中包括國家能源集團內蒙古風光氫氨一體化新型示范項目、國家電投參與投資的達茂旗風光制氫與綠色靈活化工一體化項目、龍源電力旗下的內蒙古百萬千瓦風光氫氨+基礎設施一體化低碳園區示范項目等。
但《報告》也指出，IEA、IRENA等國際能源組織對綠氨未來需求的預測多是基于1.5°C減排目標。由于俄烏沖突、世界經濟增長放緩等因素，一些國家沒有完成碳減排的目標，部分歐洲國家重新開始啟用煤等化石能源燃料，可再生能源發電推進可能滯后。
在這種背景下，全球推動碳減排的力度和成效不及預期，未來綠氨發展可能面臨動力不足問題。
（文章來源：界面新聞）
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