国内氨年产量超过5000万吨,其中80%用于化肥原料。据公开资料显示,国内有近78%的氨来源于煤炭,面临绿色转型压力。随着国内双碳政策体系的确立以及2月四部委联合印发的《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》,传统化工领域的“绿氨化”有望加速,成为2022年氢能产业新风口。

国家《“十四五”新型储能发展实施方案》强调了氨的氢基储能和低碳燃料属性。从2021年开始,国内氢-氨联合项目示范项目开始逐渐增多(项目统计见图1)。在低碳燃料方面,按照“光伏发电→电解水制氢→合成氨→氨输运→火电厂掺氨燃烧”的技术路径:通过逐步提高掺氨燃烧比例,达到有效降低火电厂二氧化碳排放和能耗总量的目标。目前佛山、合肥和内蒙古氢-氨燃烧示范项目(包括发电、制陶等);福州则从储能角度展开项目示范;合肥同时也在尝试氨能发动机、氨能重卡,有望率先实现国产化突破。

大家关心的问题是,氢能产业化尚未实现情况下,目前氨燃料的经济性如何?

由于俄罗斯-乌克兰战争导致天然气价格飙升,国外暂时出现绿氢的价格比灰氢价格更便宜现象。BloombergNEF 数据表明,在 2021年1月1日至2022年3月2日之间的128天内,绿色氨的生产将比灰色氨便宜——或者30% 的时间。报告称:“自2021年11月1日以来,现有的每天350公吨的绿色氨设施与灰色氨设施相比将节省超过710万美元。”

国内主要为煤制氨,在减排压力下,未来国内的绿氢价格下降幅度影响绿氨的价格趋势。目前国内氨储能和燃料都还没有经济性特征。

如图表1所示,氢云链整理了近半年来有关合成氨的项目和事件,发现目前合成氨的发展存在以下几个特点:

1、氨的储能和低碳燃料等属性正式确立。从去年年底以来,将氨作为储能和燃料的项目明显增多,同时宁夏、佛山和福州等地区集中成立了相关的工作专班、联盟等专业机构,而近期国家能源局和发改委联合印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》更是给市场的一颗定心丸。

2、传统化工领域绿氨化正在加速。国内有近80%的氨用于肥料的加工制作,目前传统化工领域试点绿氨的项目在增多,参与企业也较多,其中明拓集团、华陆公司、水木明拓(包头)将建设120万吨绿氨化工项目。随着电解制氢成本的下降,可以预见传统化工领域绿氨化只是时间问题。

3、氨燃料应用发展略快于储能应用。从已有的项目来看,将氨作为燃料用作发电、供热的项目较多且规模相对较大,其中由皖能集团和合肥能源研究院合作研制的纯氨燃烧器已达到了8.3MW,为300MW火电机组一次性点火成功并稳定运行2个多小时。而作为储能的项目主要包括福大紫金氢能的3kW氨制氢燃料电池,氨制氢加氢站目前还在推进过程中。

4、目前燃料电池不是氨在交通领域的主流路线。氨在交通领域的应用还处于研发阶段,但从相关项目来看主要走的是内燃机路线,无论是去年年底中国船舶集团的大型绿氨运输船项目还是氢能重卡,走的均是内燃机的路线。

此外,国内氨在船舶领域的发展或快于汽车领域。2021年10月,中国船级社发布了《船舶应用氨燃料指南(征求意见稿)》,这也是国内首个氨能船舶的规范文件,而氨在汽车领域的文件还未发布。业内认为,氨燃料在船舶领域应用空间更大。

国际上氨能船舶的示范项目走在前面,去年年底,中国船舶集团所属江南造船(集团)有限责任公司联合中国船舶贸易公司与JS&Co签署了大型绿氨运输船项目也将加快国内氨在船舶领域的发展。

图表1 国内合成氨相关项目

目前,国内存量的传统合成氨与超5000万吨清洁化替代市场,叠加新兴的储能、燃料市场,未来绿氨市场的成长空间可期,而绿氢作为主要原料则拥有更高的确定性。

海外报告称:“未来十年是绿色氢能行业成败的关键。”,“如果到 2030 年全球产量可以按计划增加到 1000 万吨以上,成本降低到 1.5 美元/公斤或更低,那么该行业将成为全球能源结构的永久组成部分。”

需要提醒的是,绿氨应用市场处于探索期、种子阶段,还不具备商业化条件。而作为燃料,氨目前存在不易点燃、燃烧稳定性较差等技术问题需要攻关;作为储能则同样面临成本突破的问题。但在能源安全的背景下,能源需要多样化发展。

氢云链建议,一方面,政府需要支持氨能技术研发和示范;另一方面企业则更需要进行自主技术攻关,跟随氢能产业化进程,结合场景,因地制宜发展氨能示范应用,先跑通商业模式,再利用先发优势抓住市场机会。