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绿氨市场迎重大利好
7月15日，国家发改委、国家能源局发布关于印发《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027年）》的通知。其中指出，到2025年，首批煤电低碳化改造建设项目全部开工，转化应用一批煤电低碳发电技术；相关项目度电碳排放较2023年同类煤电机组平均碳排放水平降低20%左右、显著低于现役先进煤电机组 碳排放水平，为煤电清洁低碳转型探索有益经验。
方案明确了煤电机组降低排放的三种路径：生物质掺烧、绿氨掺烧还有碳捕集利用与封存。
数据显示，目前中国电力企业每年消耗的煤炭已经超过20亿吨，若其中10%全部以合成氨置换，则有超过2亿吨煤炭的置换空间，按照氨与煤炭之间的热值换算，对应需要的氨总量将超过3.2亿吨（氨热值较低，仅为18.6MJ/KG，按1吨标准煤热值计算，提供相同能量需要约1.6吨氨）。
该消息发布后，立即引爆了绿氨市场，有消息称，多个大型电力企业正考虑加大绿氨领域的投资。
绿氨的发展意义
氨是世界上生产及应用最广泛的化学品之一，是制作硝酸、化肥、炸药及制冷剂等产品的原材料，同时也可以作为燃料使用。
传统的氨是由煤与天然气为主要原料制取而成，这种氨通常被称为灰氨。绿氨是指通过使用可再生能源，如光能、水力、风能等，将水电解制备出绿氢，再和空气中氮气催化合成。
作为氨生产大国，我国的氨产能产量常年保持在5000万吨左右，占全球比例高达四分之一，氨行业年耗能超7000万吨标准煤，排放二氧化碳约2亿吨。如果以绿氨替代灰氨生产，可以大幅加速我国碳中和进程。
除了作为灰氨的替代品，绿氨也可作为氢气的储运载体，即先在制氢端用绿氢合成绿氨，然后运输到用氢端储存，在应用时临时以绿氨制取绿氢。这是因为液氨的体积能量密度更高，且液化难度大幅降低，常压下氨气在-33℃就可以液化，而氢气需要低于-253℃，通过绿氨作为储运载体，可以有效减少绿氢的储运成本。
绿氨的制取工艺
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绿氨是氢气和氮气在催化剂的作用下反应制成的，绿氨与灰氨在工艺流程、关键设备、设计与操作指标上并无本质差别。目前国内所应用的氨合成工艺多数是从国外引进，例如Kellogg、Topsoe、Casale、Braun、ICIAMV、ICILCA、KBR KAAP等工艺。反应公式：
绿氨制取过程主要分为以下三步:
1、原料气制取、压缩，
将符合纯度要求的氢气和氮气按3:1比例混合制成原料气，然后经压缩机从低压（3MPa左右）逐级压缩，提升压力到15-30MPa，送至氨合成工序。
2、氨合成
经压缩后的原料气进入固定床的氨合成塔，通过高压催化剂作用，使混合气合成氨。
3、冷凝分离
通过冷凝分离系统，将气态氨冷凝为液氨，使液氨从气体中分离出来。未转化原料气升压后重新返回合成塔合成。
绿氨的制造成本
制造成本是限制绿氨行业发展的主要因素。尽管绿氨在节能降碳方面具有巨大的潜力，但由于制取成本高昂，短中期内都无法作为灰氨的替代品。
根据国际可再生能源机构IRENA统计，2020年，灰氨制取成本为280-440美元/吨，而绿氨制取成本为720-1400美元/吨，价格差距近3倍。随着工艺进步和规模化生产，绿氨有较大降本空间，IRENA预测，2030年绿氨的制取将降至475-950美元/吨，约为灰氨制取成本的两倍。
由于制造成本高昂，如果直接将绿氨应用于硝酸、化肥等下游产品的合成，势必会导致亏损。例如中国乃至全球最大的绿氨项目——吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目于近期传出了亏损的负面消息，根据该项目的募股书显示，按照最新东北地区合成氨价格2,433 元/吨（不含税）计算，大安项目的资本金内部收益率为负。
绿氨与灰氨除制取方法外没有任何区别，除非以严格的政策进行限制，否则下游厂商不会为绿氨支付高额的绿色溢价。目前已知的绿氨成交案例，均是由政策强制推动，而非市场主导，例如德国经济部提出的氢衍生物进口计划，专门提供35.3亿欧元用于采购绿氢及其衍生物。在本月的欧洲绿氨试点拍卖中，德国进口绿氨的中标吨价约811欧元（约合6421.25元人民币），考虑运输等环节，吨价进口成本约1000欧元（约合7917.7元人民币），而卓创资讯数据显示，当前国内合成氨主流市场均价约仅2700元/吨。
国内绿氨项目情况
势银（TrendBank）数据库显示，截至2024年7月1日，我国绿氨相关项目共94个，总规划产能约1733.75万吨。截至今年6月，累计有43个绿氨相关项目有新进展。
资料来源：势银(TrendBank)
需要注意的是，相较2022年和2023年，2024年上半年新立项绿氨项目占比出现下滑。这是因为2022年俄乌战争爆发初期引起的尿素供应短缺，导致暴涨，尿素原料氨价格从3500元/吨左右暴涨至5000元/吨，因此2022—2023年立项的一些绿氢项目跟风配置了绿氨业务。但随着市场理性回归需求，灰氨价格连续下跌，很多项目的绿氨业务陷入亏损。因此2023年下半年开始，很多原本耦合绿氨的绿氢项目开始转制绿色甲醇。随着煤电低碳化改造政策的推出，打开了绿氨的应用空间，这将导致一批绿氢项目重新回归绿氨路线。
结语
煤电低碳化改造政策为成本高昂的绿氨行业提供了重要的应用渠道，使绿氨行业价格体系与产业链条的建立成为可能。但是该政策并非指定绿氨掺烧为唯一路径，生物质掺烧和碳捕集利用与封存是绿氨掺烧工艺的主要竞品，目前来看，三者的竞争关键主要在于成本，单就绿氨掺烧工艺来说，成本高昂且降本空间有限，因为每公斤氨热值仅有18.6兆焦，而标准煤热值为29.27兆焦，同时标准煤炭的价格在1000元/吨左右，所以如果采用绿氨掺烧工艺，煤电成本也会明显提高。
现阶段来看，数据不足，暂无法比较这三种路径的全生命周期成本，需要通过示范项目等方式进一步验证，在结果明确前，绿氨市场面临很大的不确定风险，预计相关投资也会保持应有的谨慎。
声明
（通讯录）
