國內氨年產量超過5000萬噸,其中80%用于化肥原料。據公開資料顯示,國內有近78%的氨來源于煤炭,面臨綠色轉型壓力。隨著國內雙碳政策體系的確立以及2月四部委聯合印發的《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南(2022年版)》,傳統化工領域的“綠氨化”有望加速,成為2022年氫能產業新風口。

國家《“十四五”新型儲能發展實施方案》強調了氨的氫基儲能和低碳燃料屬性。從2021年開始,國內氫-氨聯合項目示范項目開始逐漸增多(項目統計見圖1)。在低碳燃料方面,按照“光伏發電→電解水制氫→合成氨→氨輸運→火電廠摻氨燃燒”的技術路徑:通過逐步提高摻氨燃燒比例,達到有效降低火電廠二氧化碳排放和能耗總量的目標。目前佛山、合肥和內蒙古氫-氨燃燒示范項目(包括發電、制陶等);福州則從儲能角度展開項目示范;合肥同時也在嘗試氨能發動機、氨能重卡,有望率先實現國產化突破。

大家關心的問題是,氫能產業化尚未實現情況下,目前氨燃料的經濟性如何?

由于俄羅斯-烏克蘭戰爭導致天然氣價格飆升,國外暫時出現綠氫的價格比灰氫價格更便宜現象。BloombergNEF 數據表明,在 2021年1月1日至2022年3月2日之間的128天內,綠色氨的生產將比灰色氨便宜——或者30% 的時間。報告稱:“自2021年11月1日以來,現有的每天350公噸的綠色氨設施與灰色氨設施相比將節省超過710萬美元。”

國內主要為煤制氨,在減排壓力下,未來國內的綠氫價格下降幅度影響綠氨的價格趨勢。目前國內氨儲能和燃料都還沒有經濟性特征。

如圖表1所示,氫云鏈整理了近半年來有關合成氨的項目和事件,發現目前合成氨的發展存在以下幾個特點:

1、氨的儲能和低碳燃料等屬性正式確立。從去年年底以來,將氨作為儲能和燃料的項目明顯增多,同時寧夏、佛山和福州等地區集中成立了相關的工作專班、聯盟等專業機構,而近期國家能源局和發改委聯合印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》更是給市場的一顆定心丸。

2、傳統化工領域綠氨化正在加速。國內有近80%的氨用于肥料的加工制作,目前傳統化工領域試點綠氨的項目在增多,參與企業也較多,其中明拓集團、華陸公司、水木明拓(包頭)將建設120萬噸綠氨化工項目。隨著電解制氫成本的下降,可以預見傳統化工領域綠氨化只是時間問題。

3、氨燃料應用發展略快于儲能應用。從已有的項目來看,將氨作為燃料用作發電、供熱的項目較多且規模相對較大,其中由皖能集團和合肥能源研究院合作研制的純氨燃燒器已達到了8.3MW,為300MW火電機組一次性點火成功并穩定運行2個多小時。而作為儲能的項目主要包括福大紫金氫能的3kW氨制氫燃料電池,氨制氫加氫站目前還在推進過程中。

4、目前燃料電池不是氨在交通領域的主流路線。氨在交通領域的應用還處于研發階段,但從相關項目來看主要走的是內燃機路線,無論是去年年底中國船舶集團的大型綠氨運輸船項目還是氫能重卡,走的均是內燃機的路線。

此外,國內氨在船舶領域的發展或快于汽車領域。2021年10月,中國船級社發布了《船舶應用氨燃料指南(征求意見稿)》,這也是國內首個氨能船舶的規范文件,而氨在汽車領域的文件還未發布。業內認為,氨燃料在船舶領域應用空間更大。

國際上氨能船舶的示范項目走在前面,去年年底,中國船舶集團所屬江南造船(集團)有限責任公司聯合中國船舶貿易公司與JS&Co簽署了大型綠氨運輸船項目也將加快國內氨在船舶領域的發展。

圖表1 國內合成氨相關項目

目前,國內存量的傳統合成氨與超5000萬噸清潔化替代市場,疊加新興的儲能、燃料市場,未來綠氨市場的成長空間可期,而綠氫作為主要原料則擁有更高的確定性。

海外報告稱:“未來十年是綠色氫能行業成敗的關鍵。”,“如果到 2030 年全球產量可以按計劃增加到 1000 萬噸以上,成本降低到 1.5 美元/公斤或更低,那么該行業將成為全球能源結構的永久組成部分。”

需要提醒的是,綠氨應用市場處于探索期、種子階段,還不具備商業化條件。而作為燃料,氨目前存在不易點燃、燃燒穩定性較差等技術問題需要攻關;作為儲能則同樣面臨成本突破的問題。但在能源安全的背景下,能源需要多樣化發展。

氫云鏈建議,一方面,政府需要支持氨能技術研發和示范;另一方面企業則更需要進行自主技術攻關,跟隨氫能產業化進程,結合場景,因地制宜發展氨能示范應用,先跑通商業模式,再利用先發優勢抓住市場機會。