绿氨可以应用于哪些领域中？

绿氨作为清洁能源，未来应用场景多种多样，除了传统的农业和工业用途外，还主要 包括掺混发电、航运燃料、固碳、储氢等领域。

1.固碳载体

一是绿氨的生产过程本身接近 “零碳”，能够大幅减少二氧化碳排放。合成氨的下游 应用主要分布在农业和工业，农业需求占75%左右，其中尿素占农业总需求的55%4。 目前氨的生产主要是灰氨，氨的原材料主要来自煤、天然气等，在原材料合成氨的过 程中，排放大量二氧化碳。2021年全球合成氨的二氧化碳直接排放量约为4.5亿吨5， 其中，我国合成氨碳排放量约2亿吨6，属于化工子行业中的高碳排放行业。在应对全 球气候变暖和实现可持续发展的背景下，基于煤和天然气等化石燃料的传统合成氨需 要大幅减排。氨自身的碳减排是重点，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（IEA）预测，在可持续发展情景中，基于电解水制氢 技术和CCS，到 2050 年氨生产的碳排放强度将下降 78%，其中，通过电解水制氢合成 绿氨减少的二氧化碳排放量将从今天的微乎其微提高到29%。

二是氨耦合CCS捕捉二氧化碳，经过化学反应固定二氧化碳。尿素的原材料是氨，在 氨合成尿素的阶段耦合CCS，捕捉二氧化碳，经过化学反应形成尿素。绿氨 耦合CCS技术，捕捉制氢、冶金、炼化、发电等行业排放的二氧化碳，将会实现尿素 生产的接近“零碳”排放。

通过天然气和煤制取氨耦合CCS可大幅降低二氧化碳排放量，天然气耦合CCS制取每吨 氨的碳排放量可从1.8吨减少至0.1吨，煤耦合CCS制取每吨氨的碳排放量更是从3.2吨 减少至0.2吨。根据IEA计算，在可持续发展情景中，到2050年通过CCS累计 固定的二氧化碳占比为16%。目前CCS技术最大挑战是成本较高且尚未规模化应用， 未来随着技术的成熟和普及，以制氢行业为例，叠加CCS技术的天然气制氢和煤制氢 成本将持续下降。

2.氢的载体

氢气在众多清洁能源中，因为燃烧热值高，燃烧产物无污染，被认为是最理想的清洁 能源之一。但是，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，氨被认为是比较理想的储运氢的载体。 一方面，氨的特性适合储运氢。以氢气为原料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 同体积的液氨比液氢多至少60%的氢。另外，氨具有特殊的气味，为潜在的泄露提供 了预警。

另一方面，氨的储运基础设施完善，可实现氢的低成本远洋运输。氨的工业化生产和 应用已经有百余年的历史，技术体系和储运基础设施完备。氨有管道、铁路、船舶、 公路拖车和仓库等多种运输方式，其中通过液氨运输一千克氢的远洋运输的成本为0.1- 0.2美元7，低于通过管道和轮船的氢运输渠道，可能是未来氢气储运的最佳方式之一 。液氨已经在全球范围内开展远洋贸易，全球满足液氨装卸的港口超过120个， 2021年全球氨的出口约占总产量的 10%。智利、中东、澳大利亚作为世界上可再生能 源资源较为丰富的地区已启动相关能源规划，利用风光发电制氢，之后利用氨作为氢 的载体运输到美国、欧洲、日本等市场。从可再生资源丰富的低成本地区进口氨转化 成氢的成本为20美元/MWh，低于北欧通过海上风能发电制取氢气50美元/MWh的成本， 已经具有竞争性，尽管前者在氢氨转化中存在损失8。

另外，氢作为清洁能源具有较大发展潜力，作为氢载体的氨未来可期。绿色、低碳的 氢能有助于实现“双碳”目标，是实现绿色低碳转型的重要载体。2022年3月，国家 发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》， 明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，也是战略性新兴产业和未来产业的 重点发展方向。根据中国氢能产业联盟，到2030 年碳达峰情境下，我国氢气的年需求 量将达到约4,000万吨，其中可再生能源制氢约770万吨9；到 2060年碳中和的情境下， 氢气的年需求量将增至1.3 亿吨左右，其中70%为可再生能源制氢。

鉴于氨是氢运输的可靠储运方式，以及氢的产业化发展将带动绿氨的发展，绿氨的发 展空间广阔。虽然目前氨运输方式不具有经济性，但是考虑到制氢成本的下降及技术 的创新，未来氨运输方式有望快速增长。根据国际可再生能源机构（IRENA），氨作 为氢的载体将从2030年的100万吨增加到2050年的1.1-1.3亿吨。

3.无碳燃料

船舶运输是国际贸易的主要货运形式,其承担了全球贸易运输总量的90%以上。船用动 力机特别是远洋船舶，需要较大的功率输出，目前主要以燃油为主，会排放大量的二 氧化碳。海运产生的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的3%至4%。国际海事组 织2018年通过了温室气体减排初步战略，提出到2030年全球海运碳排放与2008年相比 至少下降40%，力争到2050年下降70%。为实现航运业的减碳脱碳，清洁燃料替代化 石能源是最具潜力的技术手段。远洋航行船舶载重吨位大、航程长、靠港频次低、燃 料加注相对不便，需要使用能量密度较高的燃料和功率较大的动力装置。在目前关注 度较高的零碳能源中，绿氨动力船舶能量密度大大高于氢气，且可利用现有氨 供应链和基础设施，在集装箱船等大型船舶远航领域具有较好的推广应用前景。航运 业内普遍认为，绿氨是未来航运业脱碳的主力燃料之一。

据英国劳氏船级社预测，在2030-2050年间，氨能作为航运燃料的占比将从7%上升为 20%，取代液化天然气等成为最主要的航运燃料；其次为氢能，占比从2030年的8%上 升为19%，与氨能的重要性相当。目前，日本、韩国和欧盟在绿氨混合燃烧 和用于船舶燃料方面的技术研发、产研结合和商业化试点走在世界前列。其中，用于 航运业的氨燃料动力船舶成为中国、韩国、日本和欧洲造船业共同关注和研究的焦点 领域，中国船舶、川崎、现代重工等企业陆续宣布了氨动力船舶的研发和交付计划。