界面新聞記者 | 王勇

在“雙碳”背景下，全球持續(xù)探索下一代能源技術(shù)，氨特別是綠氨技術(shù)逐漸走入全球脫碳構(gòu)想中。

“預(yù)計到2035年，中國的合成氨總消費(fèi)量將達(dá)1.2億噸，較2022年規(guī)模擴(kuò)大1.5倍?！比涨?，畢馬威中國能源及天然資源行業(yè)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(zhàn)略和供給側(cè)改革的影響，如此大體量的傳統(tǒng)合成氨向綠氨過渡已是必然趨勢。

氨是世界上生產(chǎn)及應(yīng)用最廣泛的化學(xué)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(chǎn)化肥。

近日，畢馬威中國發(fā)布的《綠氨行業(yè)概覽與展望》（下稱報告）中指出，目前全球氨產(chǎn)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(yè)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(chǎn)和應(yīng)用關(guān)系，綠氨的直接生產(chǎn)原料是綠氫和空氣中的氮，且綠氨可以成為綠氫的儲運(yùn)載體。

蔡忠銓表示，鑒于綠氫和綠氨的關(guān)系，隨著綠氨應(yīng)用的擴(kuò)大，對綠氫的需求也將增加；綠氫的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展也將推動綠氨的生產(chǎn)和應(yīng)用，二者之間形成了一個相互促進(jìn)、共同發(fā)展的良性循環(huán)。

氫能是當(dāng)下風(fēng)口產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國氫能聯(lián)盟，2020年中國氫能行業(yè)市場規(guī)模為3000億元，預(yù)計至2025和2035年，氫能行業(yè)產(chǎn)值將分別達(dá)1萬億和5萬億元規(guī)模。

從目前的取得手段看，合成氨與氫制取的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也類似，均以化石燃料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫為主。國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，2021年全球制氫來源中，天然氣制氫占比達(dá)62%，煤制氫占比19%，工業(yè)副產(chǎn)氫占比18%，電解水制氫不足1%。

根據(jù)制備來源的不同，氫氣可劃分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫，合成氨也是如此。由于氫氣是氨的主要生產(chǎn)原料，因此《報告》根據(jù)類似的標(biāo)準(zhǔn)也將氨分為了灰氨、藍(lán)氨、藍(lán)綠氨和綠氨。其中藍(lán)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。

以化石燃料為主的合成氨需要大幅減排，而經(jīng)由綠電、綠氫產(chǎn)生的綠氨能夠?qū)崿F(xiàn)接近“零碳”排放。

根據(jù)國際能源署預(yù)測，在可持續(xù)發(fā)展情景中，基于電解水制氫技術(shù)和CCS，預(yù)計到2050年氨生產(chǎn)的碳排放強(qiáng)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(chǎn)技術(shù)的綠色化，也將直接減少產(chǎn)業(yè)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(yè)排放的二氧化碳，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成的尿素也接近“零碳”排放。

中國目前的合成氨市場規(guī)模為千萬噸級，規(guī)模位居全球第一。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年合成氨總產(chǎn)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(lǐng)先于世界，預(yù)計2035年將達(dá)1.5億噸，其中作為燃料的動力氨將達(dá)0.9億噸，市場占比60%，需要加快向綠氨轉(zhuǎn)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(xiàn)燃煤摻燒20%氨的目標(biāo)，要實現(xiàn)該目標(biāo)未來需要大量進(jìn)口綠氨或藍(lán)氨。目前日本最大的火力發(fā)電公司JERA和大型石油公司出光興產(chǎn)，正在與全球最大的氨產(chǎn)商挪威Yara探索合作模式；綜合貿(mào)易公司三井物產(chǎn)則參與了阿布扎比國家石油公司的清潔氨生產(chǎn)項目。

蔡忠銓對界面新聞表示，中國在綠氨領(lǐng)域的發(fā)展仍處于初級階段，但已經(jīng)開始在工業(yè)和農(nóng)業(yè)中進(jìn)行實驗和應(yīng)用。

據(jù)他提供的數(shù)據(jù)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(qū)，全國規(guī)劃的綠氨項目總產(chǎn)能約380萬噸。其中，內(nèi)蒙古2022年公布的綠氨產(chǎn)能約180萬噸；部分項目獲得備案，正在融資和籌建階段，預(yù)計2025-2026年陸續(xù)投產(chǎn)。

此外，隨著氫能產(chǎn)業(yè)興起，綠氨作為儲運(yùn)氫的載體功能，逐漸被市場關(guān)注。綠氫也被業(yè)內(nèi)成為綠氫的“最強(qiáng)CP”。

《報告》指出，氫氣制取成本高、儲存及運(yùn)輸困難等問題是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，限制了“氫經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展，而氨被認(rèn)為是比較理想的儲運(yùn)氫的載體。

蔡忠銓指出，一方面，氨的儲存和運(yùn)輸技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)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(qiáng)的市場競爭力，通過液氨運(yùn)輸1千克氫的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸成本為0.1-0.2美元，低于通過管道和輪船的氫運(yùn)輸渠道。

另一方面，氨的特性適合儲運(yùn)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(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）預(yù)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(nóng)業(yè)、工業(yè)、儲能三大用途。其中，儲能作為新增用途尚未有明顯應(yīng)用，預(yù)計儲能用氨將在2030年后進(jìn)入快速發(fā)展期，到2050年達(dá)到50%的應(yīng)用占比，是未來合成氨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力。

但蔡忠銓同時指出，盡管有如上優(yōu)勢，綠氨儲氫的商業(yè)化程度仍然有待提高，目前主要集中在小規(guī)模的試驗和應(yīng)用。

“未來，隨著綠氫、綠氨的成本下降及技術(shù)的進(jìn)一步突破，綠氨儲運(yùn)氫有望快速增長。”蔡忠銓稱，

《報告》顯示，現(xiàn)階段綠氨成本仍然較高，不具備競爭優(yōu)勢。2020年，綠氨的生產(chǎn)成本區(qū)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(yōu)勢。

《報告》認(rèn)為，預(yù)計未來5-10年內(nèi)，綠氨的成本將逐漸接近或達(dá)到與傳統(tǒng)合成氨相似的水平。

據(jù)IRENA預(yù)測，到2030年，綠氨的生產(chǎn)成本區(qū)間為475-950美元/噸，2050年綠氨的生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降為310-610美元/噸。

 眾多海外和中國企業(yè)已競相布局綠氫-綠氨賽道。

根據(jù)中訊化工信息研究院統(tǒng)計，截至今年2月，全國規(guī)劃綠氫項目已接近50個，規(guī)劃產(chǎn)能超過800萬噸，其中包括國家能源集團(tuán)內(nèi)蒙古風(fēng)光氫氨一體化新型示范項目、國家電投參與投資的達(dá)茂旗風(fēng)光制氫與綠色靈活化工一體化項目、龍源電力旗下的內(nèi)蒙古百萬千瓦風(fēng)光氫氨+基礎(chǔ)設(shè)施一體化低碳園區(qū)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(yù)測多是基于1.5°C減排目標(biāo)。由于俄烏沖突、世界經(jīng)濟(jì)增長放緩等因素，一些國家沒有完成碳減排的目標(biāo)，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(fā)電推進(jìn)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(yù)期，未來綠氨發(fā)展可能面臨動力不足問題。