合成氨作为重要基础化工产品和能源,在农业、工业、能源等领域广泛应用,预计到 2050 年需求量将增长至目前的 1.5 倍。当前以煤和天然气为原料的生产方式碳强度高,我国煤制合成氨产能占比达 75% 以上,单位产品能耗及碳排放均高于全球平均水平,2022 年产量约 5321 万吨,碳排放量占我国碳排放总量的 2.2%。
使用可再生能源电解水制取的绿氢作为替代原料,可使合成氨生产的碳强度降低 85% 以上。绿氨作为清洁原料和能源,受到越来越多关注,我国已公布的绿氨项目产能合计已超过 1300 万吨,正在形成“绿电 - 绿氢 - 绿氨”产业链。电力的清洁程度是决定合成氨碳强度的关键,完全电气化可实现零碳生产。
当前绿氨成本约为煤制合成氨的 1.2–2.1 倍,主要受可再生能源发电成本高、难以直接适配合成氨连续生产工艺等因素影响。采用离网多稳态方案制绿氨,以风光资源优势地区为例,当绿电电价为 0.25 元 / 千瓦时,绿氨成本约为 4800 元 / 吨,其中储能、储氢成本约占总成本的 15–20%。
绿氨在农业、船运、电力等应用场景中逐步实现平价,需要政策支持、下游溢价支付意愿、碳市场价格信号等多因素协同作用。农业场景中,2030 年绿氨生产成本有望下降 33%,2040–2045 年间与煤制合成氨实现平价,初期需政策支持,后期转为市场化手段推动;船运燃料场景中,2030 年和 2050 年氨燃料电池船只 TCO 可下降至 2.38 亿元和 1.66 亿元,2050 年前后实现与 LNG 船只成本持平,需加快标准和认证的国际互认;掺氨发电场景中,2024、2030 和 2050 年的度电燃料成本分别为 0.40、0.33 和 0.28 元 / 千瓦时,均高于煤电,需利用可再生富余电力降低成本。
行动建议包括:政策层面制定绿氨产业发展支持政策并尽快将其纳入绿色能源体系;行业层面推动绿氨标准认证体系及其国际互认衔接,共建全球市场,同时推进柔性合成氨、分布式合成氨等技术;企业层面设定明确的转型目标和绿氨发展规划,强化产业链协作,锚定早期绿氨下游应用机会。