绿氨产业现状及发展展望

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1726

摘要/Abstract

摘要：

氨工业为人类粮食安全和经济社会发展做出了突出贡献，同时生产过程中也造成了大量二氧化碳排放。利用可再生能源生产的绿氨具有“零碳”特点，全生命周期减碳效果明显，在全球范围内已成为低碳产业发展热点之一。本文通过对绿氨产业政策、绿氨产业发展现状及进展的介绍，以及对绿氨在车船燃料、储氢载体、燃料发电、化工原料等四个下游应用市场竞争力分析，表明全球主要船舶发动机技术商与船舶制造商都在开发氨燃料发动机与氨动力船舶并陆续开展运行测试，国内车用氨燃料发动机已实现相关技术的突破，绿氨在远洋航运领域最先取得突破，当绿电价格随新能源技术进步降至0.20CNY/kWh左右时，全球绿氨车船燃料将迎来大发展，绿氨在重型卡车和远洋船舶行业将越来越具有成本竞争力。同时，氨作为储氢载体发展潜力大，液氨合成与脱氢环节成本占比85%以上，对运距不敏感，未来将成为全球大宗氢气远洋运输的主要形式之一。最后指出绿氨行业可持续发展需要技术创新、产业政策和标准制定的支持。

关键词: 再生能源, 绿色燃料, 绿氨, 储氢载体, 发展建议

Abstract:

The ammonia industry has made outstanding contributions to human food security and economic and social development, while also causing a large amount of carbon dioxide emissions in the production process. Green ammonia produced using renewable energy has the characteristic of “zero carbon” and significant carbon reduction effects throughout its lifecycle. It has become one of the hotspots for low-carbon industry development worldwide. this paper introduces the policies of the green ammonia industry, the current development status and progress of the green ammonia industry, and analyzes the market competitiveness of green ammonia in four downstream applications such as vehicle and ship fuel, hydrogen storage carriers, fuel power generation, and chemical raw materials. It is considered that the major global ship engine technology companies and ship manufacturers are developing ammonia fuel engines and ammonia powered ships which are gradually conducting operational tests. And the ammonia fuel engines for vehicles have achieved breakthroughs in related technologies in China. It is believed that ocean shipping is the first breakthrough area for green ammonia, and when the price of green electricity drops to around 0.20CNY/kWh with the advancement of new energy technology, global green ammonia vehicle and ship fuel will usher in significant development. Green ammonia will become increasingly cost competitive in the heavy-duty truck and ocean shipping industries. At the same time, ammonia has great potential for development as a hydrogen storage carrier. The cost of liquid ammonia synthesis and dehydrogenation accounts for over 85% of the total cost, and it is not sensitive to transportation distance. In the future, it will become one of the main forms of global long-distance transportation of bulk hydrogen. The sustainable development of the green ammonia industry requires support from technological innovation, industrial policies, and standard formulation.

Key words: renewable energy, green fuel, green ammonia, hydrogen storage carriers, development suggestions

中图分类号:

G306

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图/表 7

参考文献 48

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	CHEN Lei, FANG Shidong, SHEN Jie, et al. Research progress in ammonia fuel for power generation[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2022, 43(8): 2212-2224.
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序号	项目名称	规模/10⁴t·a^-1	投资企业	投产时间
1	丹麦POWER-TO-X产业联盟绿氨项目	0.5	Topsoe、Skovgaard Energy、Vestas	2023年
2	葡萄牙绿氢/绿氨项目	50	Madoqua Renewables、CIP、Power2X	2025年
3	挪威艾弗森燃料绿氨项目	20	Hy2gen、Trafigura	2027年
4	挪威Yara Heroya工厂绿氨项目	2.05	Yara
5	挪威Yara Porsglun工厂绿氨项目	50	Yara、Statkraft、AkerHorizons
6	挪威斯拉根港口绿氨项目	10	Exxon Mobil
7	西班牙普埃托利亚诺绿氨项目	100	Fertiberia
8	西班牙帕洛斯-德拉弗龙特拉绿氨项目	100	Fertiberia
9	瑞典Fertiberia绿氨项目	50	Fertiberia
10	荷兰Yara绿氨项目	7.5	Yara
11	德国科隆绿氢/绿氨项目	5	INEOS
12	美国路易斯安那唐纳森维尔绿氨项目	2	Thyssenkrupp、CF	2023年
13	加拿大新斯科舍省绿氢和绿氨项目	100	EverWind Fuels	2025年
14	智利Trammo绿氨项目	100	Trammo DMCC、OeKwind
15	智利Magallanes绿氨项目	440	Total Eren
16	澳大利亚Yara Pilbara工厂绿氨项目	0.35+17	Yara、ENGIE	2023年
17	澳大利亚H2-Hub格拉斯通绿氨项目	160	H2U	2025年
18	澳大利亚AREH绿氨项目	900	BP
19	澳大利亚布里斯班绿氨项目	40	Incitec Pivot、Fortescue Future Industries
20	沙特NEOM项目	40+80	Air Products、ACWA Power、NEOM	2026年
21	印度卡基纳达港绿氨项目	100	Greenko	2027年
22	印度卡纳塔克邦绿氨项目	120	Acme	2028年
23	阿联酋阿布扎比哈里发绿氨项目	2+18	Thyssenkrupp、Helios
24	阿曼SalalaH2绿氨项目	3.3	OQ、Linde、Marubeni、Dutco
25	阿曼绿氨中心项目	10+110	Scattc、Acme
26	埃及绿氨项目	30+120	Total、Enara
	合计	2787.7

序号	项目名称	规模/10⁴t·a^-1	投资企业	投产时间
1	丹麦POWER-TO-X产业联盟绿氨项目	0.5	Topsoe、Skovgaard Energy、Vestas	2023年
2	葡萄牙绿氢/绿氨项目	50	Madoqua Renewables、CIP、Power2X	2025年
3	挪威艾弗森燃料绿氨项目	20	Hy2gen、Trafigura	2027年
4	挪威Yara Heroya工厂绿氨项目	2.05	Yara
5	挪威Yara Porsglun工厂绿氨项目	50	Yara、Statkraft、AkerHorizons
6	挪威斯拉根港口绿氨项目	10	Exxon Mobil
7	西班牙普埃托利亚诺绿氨项目	100	Fertiberia
8	西班牙帕洛斯-德拉弗龙特拉绿氨项目	100	Fertiberia
9	瑞典Fertiberia绿氨项目	50	Fertiberia
10	荷兰Yara绿氨项目	7.5	Yara
11	德国科隆绿氢/绿氨项目	5	INEOS
12	美国路易斯安那唐纳森维尔绿氨项目	2	Thyssenkrupp、CF	2023年
13	加拿大新斯科舍省绿氢和绿氨项目	100	EverWind Fuels	2025年
14	智利Trammo绿氨项目	100	Trammo DMCC、OeKwind
15	智利Magallanes绿氨项目	440	Total Eren
16	澳大利亚Yara Pilbara工厂绿氨项目	0.35+17	Yara、ENGIE	2023年
17	澳大利亚H2-Hub格拉斯通绿氨项目	160	H2U	2025年
18	澳大利亚AREH绿氨项目	900	BP
19	澳大利亚布里斯班绿氨项目	40	Incitec Pivot、Fortescue Future Industries
20	沙特NEOM项目	40+80	Air Products、ACWA Power、NEOM	2026年
21	印度卡基纳达港绿氨项目	100	Greenko	2027年
22	印度卡纳塔克邦绿氨项目	120	Acme	2028年
23	阿联酋阿布扎比哈里发绿氨项目	2+18	Thyssenkrupp、Helios
24	阿曼SalalaH2绿氨项目	3.3	OQ、Linde、Marubeni、Dutco
25	阿曼绿氨中心项目	10+110	Scattc、Acme
26	埃及绿氨项目	30+120	Total、Enara
	合计	2787.7

序号	项目名称	规模/10⁴t·a^-1	投资企业	建成时间
1	内蒙古赤峰能源物联网零碳氢氨一体化示范项目	13	远景科技	2024年
2	内蒙古赤峰风光制氢一体化示范项目	10	中国电建	2024年
3	内蒙古乌兰察布风光发电制氢合成氨一体化项目	15	中国石油	2024年
4	内蒙古乌拉特中旗绿电制氢制氨综合示范项目	6	中国能建	2024年
5	内蒙古包头达茂旗国际氢能冶金化工产业示范区绿氨项目	60+60	水木明拓氢能源	2024年
6	内蒙古包头达茂旗风光制氢绿色一体化项目	10	水发能源集团	2024年
7	内蒙古包头达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氨项目	10	国家电投、清华海峡研究院
8	内蒙古包头达茂旗绿氨项目	30	中国氢能有限公司
9	内蒙古乌拉特后旗绿氨项目	30	中国氢能有限公司
10	内蒙古乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢储氨一体化示范项目	15	三一重工
11	内蒙古阿拉善百万千瓦风光氢氨一体化示范项目	14+50	国家能源集团
12	内蒙古国华蒙西风光氢氨一体化示范项目	30	国家能源集团
13	内蒙古鄂尔多斯达拉特旗投资建设绿氢绿氨项目	5	盈德气体、中国氢能有限公司
14	内蒙古鄂尔多斯离网型风光制氢合成绿氨技术示范项目	50	中煤集团
15	内蒙古锡林郭勒盟多伦风光储氢制绿氨项目	60	京能集团
16	内蒙古兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目	2.5+12.5	京能集团
17	内蒙古通辽风光储氢氨一体化零碳项目	30	中国天楹股份
18	内蒙古通辽风光制氢氨醇一体化项目	60	远景科技
19	内蒙古巴林左旗绿色氢基化工基地示范项目	10	中国能建
20	内蒙古科右前旗风储制氢制氨一体化示范项目	12	中核集团
21	内蒙古鄂托克旗风光制氢一体化绿氨项目	15	深能集团
22	内蒙古锡林郭勒风电制氢一体化示范项目	2	明阳集团
23	陕西府谷县绿电制氢合成氨项目	20	广东能源集团、浙江运达风电
24	宁夏“中国氢氨谷”绿氨项目	30	宁夏电力投资集团
25	宁夏宁东能源化工基地绿氢制绿氨项目	10	宁夏宝丰
26	甘肃酒泉风光储氢综合利用一体化示范项目	4	中国能建
27	甘肃兰州新区氢能产业园绿氨项目	6	中国能建
28	吉林松原氢能产业园氢氨一体化项目	20+40	中国能建
29	吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目	18	国家电投
30	河北张家口风光制绿氢合成绿氨项目	50	国家电投、中铁集团
	合计	810

序号	项目名称	规模/10⁴t·a^-1	投资企业	建成时间
1	内蒙古赤峰能源物联网零碳氢氨一体化示范项目	13	远景科技	2024年
2	内蒙古赤峰风光制氢一体化示范项目	10	中国电建	2024年
3	内蒙古乌兰察布风光发电制氢合成氨一体化项目	15	中国石油	2024年
4	内蒙古乌拉特中旗绿电制氢制氨综合示范项目	6	中国能建	2024年
5	内蒙古包头达茂旗国际氢能冶金化工产业示范区绿氨项目	60+60	水木明拓氢能源	2024年
6	内蒙古包头达茂旗风光制氢绿色一体化项目	10	水发能源集团	2024年
7	内蒙古包头达茂旗风光制氢与绿色灵活化工一体化绿氨项目	10	国家电投、清华海峡研究院
8	内蒙古包头达茂旗绿氨项目	30	中国氢能有限公司
9	内蒙古乌拉特后旗绿氨项目	30	中国氢能有限公司
10	内蒙古乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢储氨一体化示范项目	15	三一重工
11	内蒙古阿拉善百万千瓦风光氢氨一体化示范项目	14+50	国家能源集团
12	内蒙古国华蒙西风光氢氨一体化示范项目	30	国家能源集团
13	内蒙古鄂尔多斯达拉特旗投资建设绿氢绿氨项目	5	盈德气体、中国氢能有限公司
14	内蒙古鄂尔多斯离网型风光制氢合成绿氨技术示范项目	50	中煤集团
15	内蒙古锡林郭勒盟多伦风光储氢制绿氨项目	60	京能集团
16	内蒙古兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目	2.5+12.5	京能集团
17	内蒙古通辽风光储氢氨一体化零碳项目	30	中国天楹股份
18	内蒙古通辽风光制氢氨醇一体化项目	60	远景科技
19	内蒙古巴林左旗绿色氢基化工基地示范项目	10	中国能建
20	内蒙古科右前旗风储制氢制氨一体化示范项目	12	中核集团
21	内蒙古鄂托克旗风光制氢一体化绿氨项目	15	深能集团
22	内蒙古锡林郭勒风电制氢一体化示范项目	2	明阳集团
23	陕西府谷县绿电制氢合成氨项目	20	广东能源集团、浙江运达风电
24	宁夏“中国氢氨谷”绿氨项目	30	宁夏电力投资集团
25	宁夏宁东能源化工基地绿氢制绿氨项目	10	宁夏宝丰
26	甘肃酒泉风光储氢综合利用一体化示范项目	4	中国能建
27	甘肃兰州新区氢能产业园绿氨项目	6	中国能建
28	吉林松原氢能产业园氢氨一体化项目	20+40	中国能建
29	吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目	18	国家电投
30	河北张家口风光制绿氢合成绿氨项目	50	国家电投、中铁集团
	合计	810

原料路线	原料消耗	碳排放/t CO₂·(t 产品)^-1
煤	1.4~1.5t原料煤+1.1~1.2t动力煤	3.0~3.2
天然气	1050~1150m³	1.6~1.8
绿氢	10000~10560kWh	<0.1