氨技术路线图

氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产 国际能源署IEA 全面审查能源问题，包括石油、天然气和煤炭供需、可再生能源技术、电力市场、能源效率、能源获取、需求侧管理等等。通过其工作，IEA 倡导将提高其能源可靠性、可负担性和可持续性的政策。30个成员国，8个协会国家及以上。请注意，本出版物受到限制其使用和分发的特定限制。条款和条件可在 www.iea.org/t&c/ 上在线获取本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权、国际边界和边界的划定以及任何领土、城市或地区的名称。资料来源：国际能源署。版权所有。国际能源署网站：www.iea.org国际能源署成员国：澳大利亚 奥地利 比利时 加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰 法国 德国 希腊 匈牙利 爱尔兰 意大利 日本 韩国卢森堡 墨西哥 荷兰 新西兰 挪威 波兰 葡萄牙斯洛伐克共和国 西班牙瑞典 瑞士 土耳其英国 美国欧盟委员会也参与了 IEA 的工作IEA 协会国家：巴西 中国 印度 印度尼西亚 摩洛哥 新加坡南非 泰国 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产抽象的磷年龄|页1抽象的氨是所有矿物氮肥的起点，在空气中的氮和我们吃的食物之间架起了一座桥梁。大约 70% 的氨用于制造肥料，其余的用于广泛的工业应用，例如塑料、炸药和合成纤维。氨也可能在未来作为低碳能源载体，但该应用并未被视为该技术路线图的核心分析范围。氨生产约占最终能源消耗总量的 2% 和 CO 的 1.3%2能源系统的排放。在世界各国政府宣布能源系统排放必须达到净零的时期，越来越多和富裕的全球人口将导致氨产量的增长。该技术路线图使用情景分析来探索氨生产的三种可能未来。在既定政策情景中，该行业遵循当前趋势，进行渐进式改进，但远未达到可持续发展轨迹。在可持续发展情景中，该部门采用所需的技术和政策，使其走上符合《巴黎协定》目标的道路。到 2050 年的净零排放情景描述了氨工业的发展轨迹，该轨迹与到 2050 年全球能源系统实现净零排放相一致。路线图的最后一章概述了关键利益相关者（即政府、生产商）的必要作用和行动，以及金融和研究机构，并建立里程碑和决策点。国际能源署。版权所有。 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产致谢磷年龄|页2致谢本报告由国际能源署可持续发展、技术和展望局能源技术政策司编写。该研究由 Timur Gül（能源技术政策部负责人）设计和指导。分析和生产由 Araceli Fernández Pales（技术创新部门负责人）和 Peter Levi 协调。主要作者是 Sara Budinis、Alexandre Gouy、Peter Levi、Hana Mandová 和 Tiffany Vass。该机构的几位同事提供了分析意见，包括 Julien Armijo、Jose Miguel Bermudez Menendez、Tomás de Oliveira Bredariol、Uwe Remme 和 Jacopo Tattini。 IEA 高级管理层和 IEA 内的其他同事提供了宝贵的意见和反馈，特别是 Tanguy de Bienassis、Ilkka Hannula、Paul Hugues 和 Keisuke Sadamori。还要感谢 IEA 通信和数字办公室的 Jon Custer、 Astrid Dumond、Tanya Dyhin、Merve Erdem、Grace Gordon、Jad Mouawad、Jethro Mullen、Rob Stone、Julie Puech、Therese Walsh 和 Wonjik Yang，感谢他们帮助编写报告. Caroline Abettan、Reka Koczka、Diana Louis 和 Per-Anders Widell 提供了必要的支持。Justin French-Brooks 负责编辑。如果没有欧洲复兴开发银行通过股东特别基金提供的财政支持，这项工作就无法开展。国际化肥协会和欧洲复兴开发银行在整个项目期间提供了宝贵的反馈和支持，特别是通过促进与化肥公司和其他专家的沟通，包括在多个现场和在线研讨会上。他们还在建模阶段提供了分析反馈，并在同行评审过程中提交了详细的评论。许多来自IEA以外的专家审阅了这份报告，并提出了非常有价值的意见和建议。他们包括：瓦利德阿卜杜阿布齐尔亚瑟阿卜杜拉欣·阿拉巴西海湾石化工业公司布莱克阿代尔营养国际能源署。版权所有。 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产致谢磷年龄|页3穆罕默德阿里阿拉伯肥料协会萨利姆阿里联合国环境规划署沃尔克安德烈森国际肥料协会弗洛里安奥斯费尔德德凯玛坦率布伦特鲁普雅苒国际乔纳森·布鲁克斯经济合作与发展组织Trevor Brown 氨能源协会Tom Bruulsema 植物营养加拿大肖恩·卡宁 CF IndustriesLucia Castillo Nieto 国际肥料协会西尼罗·科斯塔初级林业和农业管理研究所和认证Laura Cross 国际肥料协会Jacky de Letter 雅拉Jose De Sousa 国际肥料协会丽贝卡戴尔气候工程基金会亚历山大·德里科特 CRUAchim Dobermann 国际肥料协会 Harrie Duisters OCIErmanno Filippi Casale 集团Nicolo Giachino 欧洲复兴开发银行纪尧姆·格鲁尔经济合作与发展组织 (OECD)圣地亚哥格雷罗经济合作组织和国际能源署。版权所有。发展（经合组织）拍韩哈尔多·托普索伊冯娜哈茨皮特国际肥料协会奥利弗哈特菲尔德阿格斯媒体帕特里克赫弗国际肥料协会朱利安希尔顿阿列夫集团彼得赫希欧洲复兴开发银行舍尔德詹内斯肯斯OCI格林约翰逊欧洲复兴开发银行丽塔朱佩国际肥料协会大卫坎特纽约大学KK考尔DCM 施莱拉姆阿尔茨贝塔克莱因国际肥料协会三位一体科珀鲁德雅拉迪米特里考福斯欧洲复兴开发银行提摩太刘易斯英美拉文马哈戴瓦克鲁斯詹皮耶罗纳奇欧洲复兴开发银行沙奇达南德印度肥料协会克劳斯诺克蒂森克虏伯扬-贾普努塞尔德OCI塞德里克菲利贝尔前国际能源署阿西姆库雷希英格罗 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产致谢磷年龄|页4普拉文雷迪BD 能源系统洛伦佐罗莎加州大学伯克利分校胡拉姆萨利姆法吉化肥有限公司艾哈迈德沙班赫尔万化肥公司码头西蒙诺娃IHS Markit乌彭德拉辛格国际肥料发展中心米歇尔鹳导览室萨米范登布洛克雅拉威尔弗里德维尼瓦特国际应用系统分析研究所张欣马里兰大学环境科学中心为本研究做出贡献的个人和组织对其包含的任何意见或判断概不负责。研究中表达的观点不一定是 IEA 成员国或任何特定资助者或合作者的观点。所有错误和遗漏均由 IEA 承担。国际能源署。版权所有。 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产目录磷年龄|页5目录执行摘要 8第 1 章今天的氨生产 14氨与社会 15氮肥：现代农业系统不可或缺的投入 17需求、供应和贸易 23氨生产基础 26当前和新兴的生产途径 28经济考虑 39氨和环境 43能源和排放密集型行业 45非一氧化碳2环境影响 47今天的 CO 明天会发生什么2氨生产的排放？ 56第 2 章氨生产的未来 61氨工业的三种截然不同的未来 62需求和生产前景 65氮需求、养分利用效率和材料效率的展望 66生产前景 78实现净零排放的技术途径 82能源消耗和二氧化碳2排放量 82缓解方案组合 87创新技术途径 89对主要创新技术的考虑 97准备、竞争力和投资 107不同成熟度级别的一系列技术选择 109探索关键的不确定性 117投资 123第 3 章实现更可持续的氨生产 129当前的政策、创新和融资格局 130政府的持续努力 130鼓励私营部门取得进展 137涉及金融机构和投资者的举措 139加快进展的建议 141框架基础 143针对特定技术和战略的针对性行动 146必要的有利条件 153关键里程碑和决策点 158国际能源署。版权所有。 氨技术路线图迈向更可持续的氮肥生产目录磷年龄|页6附件 161缩写 161计量单位 162人物一览 小麦生产中的肥料使用和作物产量 20 不同作物的氮肥需求和施用量 22 2019年氨表观消费量和产量 24 氨供应链中从化石燃料原料到氮肥和工业的大量流动产品 ...............................................................27 当前和已宣布的近零排放氨生产项目 35 简化商业化和近零排放生产路线的氨生产平准化成本2020 ..............................................................40 2020 年氨生产的能源消耗和排放.................................................................................................................................. 当前工艺技术和应用的肥料产品排放因子范围实践 ..........................................................................52 现有氨厂在不同寿命下的预计排放量假设 ........................................................................................57 2020年氨生产设施的地理分布和平均年龄 58 直接二氧化碳2化学部门和氨生产的排放量情景和区域 63 各细分市场和人均氮需求量 67 情景 70 按最终产品划分的氮需求 情景 74 的使用和材料效率对氨需求的贡献 用于既定政策情景和可持续发展的按地区分列的氨和尿素生产设想.................................................79 直接二氧化碳2不同情景下氨生产的排放和能源消耗.................................................................................................................................. 氨直接 CO2 在可持续发展情景中通过减缓减排战略.........................................................................89 全球氨生产技术和情景 91 主要产氨工艺路线和情景的氨生产地区 ............................................................................................92 在九个关键地点使用 VRE 生产电解氨的平准化成本，适用于一系列存储成本假设 .......................101 2050 年可持续发展中中国风能和太阳能光伏最佳组合的简化电解制氨的平准化成本设想.............103 捕获的 CO2用于可持续发展情景中的存储和利用................................................................................................................................ 一氧化碳2 按技术成熟度划分的可持续发展情景中的减排量类别 ..............................