【RMI】2024年加速化工行业低碳转型之：实现绿氨经济性的可行路径-执行摘要_11页_1mb

加速化工行业低碳转型之：实现绿氨经济性的可行路径总结

核心内容

合成氨作为重要的基础化工产品，在农业、工业、能源等多个领域具有广泛应用。随着全球对碳减排的重视，合成氨行业的低碳转型成为关键议题。当前，我国合成氨生产以煤为主，碳强度和能耗较高，亟需向基于可再生能源的绿氨生产路径转型。

绿氨，即通过可再生能源电解水制取绿氢并用于合成氨生产，是实现合成氨低碳化的重要手段。绿氨的碳强度可降低85%以上，甚至实现零碳生产，但其成本目前是煤制合成氨的1.2-2.1倍，因此在农业、船运、发电等应用场景中，绿氨的进一步发展和规模化仍面临挑战。

主要观点

• 合成氨需求增长：预计到2050年，我国合成氨需求将增长至当前的1.5倍，农业仍是主要应用领域（占比约70%）。
• 碳强度问题突出：我国煤制合成氨的碳强度约为4.4-4.8吨CO₂/吨氨，远高于全球平均水平。
• 绿氨的减排潜力：使用绿氢和绿电制取绿氨，可大幅降低碳排放，实现低碳甚至零碳生产。
• 成本挑战显著：绿氨成本目前较高，主要受限于可再生能源电价和生产技术的成熟度。
• 应用场景差异：农业、船运、发电等不同场景对绿氨的接受度和溢价支付意愿存在差异，需针对性推动。
• 政策与市场协同：绿氨实现平价需要政策支持、碳市场价格信号和下游溢价支付意愿的协同作用。

关键信息

合成氨生产现状

• 我国是全球最大的合成氨生产国和消费国，2022年产量约5321万吨，占全球30%。
• 合成氨行业直接排放占我国碳排放总量的2.2%，占化工行业碳排放的近1/5。
• 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。

绿氨的碳强度与成本

• 碳强度：若在电解水制氢和氨合成两个工段均采用绿电，可实现绿氨的零碳生产。
• 成本：当前绿氨成本为2920-4600元/吨，是煤制合成氨的1.2-2.1倍。
• 技术路径：绿氨生产可采用并网常稳态或离网多稳态方案，后者更适用于波动性可再生能源的匹配。

不同应用场景的绿氨发展路径

农业应用

• 绿氨成本是煤制氨的2倍，但预计2030年可下降33%，2040-2045年实现平价。
• 在碳价为0-100元/吨时，需要约10-12元/千克的绿氢补贴才能实现平价。
• 到2030年，若碳价高于185元/吨，绿氨可实现平价，无需补贴或溢价。

船运燃料

• 绿氨作为船运燃料，TCO为3.33亿元，是传统燃料的2.3倍。
• 随着绿氨成本下降，预计2030年和2050年TCO可分别降至2.38亿元和1.66亿元。
• 早期船运业主可能愿意支付较高的绿色溢价，但需加快绿氨标准和认证的国际互认，以提升市场接受度。

掺氨发电

• 绿氨掺烧可为煤电低碳化提供减排潜力，但当前度电燃料成本高于煤电。
• 若利用可再生富余电力，绿氨成本可大幅降低，从而实现掺氨发电的平价。
• 在当前情景下，绿氢补贴需大于15元/千克或下游支付80%溢价才能实现平价，但富余电力可显著降低补贴需求。

行动建议

政策层面

• 支持绿氨发展：将绿氨纳入绿色能源体系，制定产业发展支持政策。
• 区域规划：鼓励新建绿氨项目靠近风电、光伏基地，降低可再生电力成本。
• 政策衔接：根据不同应用场景制定支持方案，推动政策与市场的协同作用。

行业层面

• 标准认证：建立绿氨、绿色化肥、绿色燃料等标准与认证体系，推动国际互认。
• 技术创新：发展新型催化剂、低温低压合成方法和柔性工艺，提升绿氨生产效率。
• 模式创新：探索分布式绿氨生产模式，以适应高比例可再生能源供电。

企业层面

• 设定转型目标：开展碳排放摸底，制定减碳战略，推动绿氨生产。
• 产业链协作：与发电企业、氨存储与运输、化肥生产企业、港口等建立合作，推动绿氨产业链发展。
• 人才与项目：配置人才资源，建设可再生能源发电项目，推进绿电绿证交易。

结论

绿氨作为实现化工行业低碳转型的重要路径，其经济性与市场接受度仍需政策、技术、市场等多方面协同推动。通过创新成本分摊机制、加强技术迭代和国际标准互认，绿氨有望在未来实现平价并广泛应用于农业、船运、发电等领域，助力全球碳中和目标的实现。