一個很耐人尋味的數字，2023年全球船舶新簽訂單中采用替代燃料動力的占比為46%，相較2022年的57%下滑明顯，這與當前航運業(yè)加快綠色轉型的決心似乎有些格格不入，在一定程度上反映出由于綠色燃料之爭尚不明朗，船東投資愈發(fā)謹慎。盡管綠色甲醇勢頭正盛，但其供應嚴重不足且當前價格高企，尚難打消船東疑慮，更重要的是，盡管綠色甲醇能夠實現全生命周期的凈零排放，但其在終端現實存在的碳排放很難讓決策者真正將其視為長遠的終極零碳燃料之選。

來源：克拉克森，招商工業(yè)產研中心

因此，盡管連首艘新造船都尚未面世，氨燃料動力卻一直被市場所密切關注?？死松瓟祿@示，截至4月2日，全球已有13艘氨燃料動力船舶手持訂單，此外還有249艘手持訂單船舶采取了氨燃料預留的方案，覆蓋了集、滾、散、氣、油等各大主流船型。那么，被視為真正零碳燃料的綠色合成氨，準備好了嗎？

來源：克拉克森，招商工業(yè)產研中心

綠氨制取，怎樣才是真正零碳燃料？

綠氨是指通過風能、太陽能等可再生能源發(fā)電所產生的綠電電解水產生氫氣，再由空氣中的氮氣和氫氣經過一定的合成工藝合成氨。應當注意，僅僅憑借綠電制取綠氫并不足以構成真正的零碳綠氨，真正的零碳綠氨還應包括合成工藝的零碳化。

來源：畢馬威

當前，綠氨核心的合成工藝主要可分為三類技術路徑，即基于哈伯-博世法（熱催化+高溫高壓）耦合綠氫的傳統(tǒng)工藝、溫和條件下利用熱催化+低溫低壓法耦合綠氫的柔性工藝以及利用電催化/光催化/等離子體/生物催化等耦合綠氫的新型工藝。

來源：國能，中海油，招商工業(yè)產研中心

傳統(tǒng)工藝基于的哈伯-博世法是傳統(tǒng)灰氨生產的主流成熟工藝，已有百余年應用歷史，被認為是最有可能率先實現綠氨產業(yè)化的技術路線，但該工藝是按照化石燃料穩(wěn)定持續(xù)的原料供應和連續(xù)生產要求進行優(yōu)化迭代的，適用于傳統(tǒng)中大型合成灰氨工廠，由于高溫高壓法的能耗巨大（目前傳統(tǒng)工藝的合成氨能耗占每年全球能源消耗的2%），無法適應間歇性、波動性的風光離網綠電供應，而一旦接入傳統(tǒng)網電調峰支撐則無法實現真正的綠氨制備。

柔性工藝則主要通過對催化劑及流程工藝的革新，使得合成氨裝置能夠在較低溫度（≤300℃）和較低壓力（≤10MPa）下仍能實現高效的氨合成，有效降低過程反應能耗，使合成氨裝置小型化、靈活化變?yōu)榭赡埽菀讓崿F風光離網綠電下的大規(guī)模綠氨生產。

新型工藝中目前最受關注的是電催化合成氨技術，利用電解液中的水與空氣中的氮氣生成，其本質是利用電催化劑在施加電能條件下N≡N不斷加氫和斷鍵，形成氨分子，實現電能向化學能的轉化，有效降低反應能壘，從而省去綠氫制取的步驟，顯著提升能源轉化率。但各類新型工藝目前尚處于實驗室研究迭代階段，相關的催化劑材料和工藝流程尚不成熟，距離產業(yè)化仍有較大距離。

綜合來看，基于哈伯-博世法傳統(tǒng)工藝并加以改良的技術路徑僅能作為短期內灰氨向綠氨過渡的有益探索，但難以滿足大規(guī)模的綠氨供應，而靈活性更高的低溫低壓法柔性工藝有望成為未來大規(guī)模綠氨制取的主流技術路徑。

綠氨應用，未來存在哪些落地場景？

當前，合成氨的傳統(tǒng)應用市場主要集中在農業(yè)和工業(yè)領域，以我國為例，2020年農業(yè)用氨占比71%，工業(yè)用氨占比29%，其余用途合計占比不足1%。在農業(yè)領域，氨主要作為尿素、復合肥的原料；在工業(yè)領域，氨則用于生產車用尿素、煙氣脫硝、制冷劑、炸藥等。傳統(tǒng)工藝的合成氨是碳排放大戶，每年生產過程中產生的碳排放約占全球碳排放總量的1.8%，占化工行業(yè)碳排放的15%~20%，因此合成氨行業(yè)的減排壓力巨大，未來除了結合碳捕捉裝置將灰氨生產轉為藍氨生產以外，綠氨的生產也將成為傳統(tǒng)農業(yè)用氨和工業(yè)用氨的重要選項。

來源：IRENA，招商工業(yè)產研中心

隨著全球能源結構轉型的不斷推進，氨的原料屬性正在逐漸淡化，而氨的能源屬性和儲能屬性使其在動力燃料、清潔電力和儲氫載體等新市場方面具有極大的發(fā)展?jié)摿?。一方面，氨可以直接用于供能。氨被認為在發(fā)電和重型交通運輸領域具有脫碳應用潛力。氨直接燃燒或與常規(guī)燃料混燃用于發(fā)電，有利于構建清潔電力系統(tǒng)；氨用于發(fā)動機燃料，有利于解決交通運輸領域的碳排放問題。另一方面，氨可以間接供能使用。氨作為儲氫介質，利用催化技術能夠實現氨-氫轉化，可打破傳統(tǒng)的氫儲運方式，為發(fā)展“氨-氫”綠色能源產業(yè)奠定基礎。

動力燃料方面，氨的辛烷值高，抗震爆性好，可以通過提供更高的壓縮比來提高輸出功率。氨用作內燃機燃料時熱效率高達50％，甚至近60％。氨作為燃料使用時也存在一些明顯的燃燒缺陷，相對于汽油、柴油等燃料，氨燃燒時最小點火能量和層流燃燒速度均較低，因此，通常將氨與燃燒性能較好的燃料摻混來改善其燃燒特性。由于燃燒不充分和氧化發(fā)生，氨內燃機容易產生溫室氣體更強的NOX氣體排放，一般通過調節(jié)控制燃燒溫度、壓力以及在尾氣末端加裝SCR系統(tǒng)等措施進行脫硝處理。壓燃式內燃機在重型卡車、船舶等交通運輸領域年裝機容量巨大，需求潛力極大。國際能源署（IEA）在其最新一版的《凈零排放路線圖》中預測，到2050年，氨燃料在航運能源消耗中的份額將達到44%，同樣的，英國勞氏船級社（LR）在其去年9月發(fā)布的《未來航運燃料》報告中綜合業(yè)界多家權威機構預測得出氫基燃料為主的情境下，到2050年氨燃料在航運能源消耗中的份額預計為46%，其中綠氨份額達到35%，將成為航運業(yè)最主流的燃料選擇。

來源：LR，招商工業(yè)產研中心

清潔電力方面，推進火電機組摻燒氨或純氨等低碳燃料是發(fā)電領域碳減排的重要技術方向。摻氨燃燒技術原理是利用可燃的氨氣替代一定比例的煤粉，摻混后進入鍋爐共同燃燒，并通過控制火焰的軸向溫度和空燃比，抑制火焰內氮氧化物的生成。摻氨燃燒發(fā)電一方面可以為剩余使用壽命仍然較長的煤電廠提供減碳方案，另一方面能夠彌補風電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性和間歇性，此外也為可再生能源生產條件不利（風光資源差、價格高、潛在產能低）國家提供了可行性強的減碳替代方案。日本目前是氨摻混發(fā)電的主要推動者，并明確提出在2030年前實現燃煤摻燒20%氨的目標，此外韓國也已將2022年作為氫/氨發(fā)電元年，推動氫/氨混合發(fā)電技術商業(yè)化。根據Yara的預測，到2050年對氨發(fā)電的需求量將達到2000萬噸。

來源：日本經濟產業(yè)省，國家能源科技資源中心，畢馬威

韓國綠氨發(fā)展規(guī)劃

來源：韓國產業(yè)通商資源部，畢馬威   

清潔電力行業(yè)對于綠氨的需求發(fā)展預測（單位：百萬噸）

來源：Yara，畢馬威

儲氫載體方面，盡管氫氣被認為是最接近“終極能源”的零碳能源之一，但氫的制取成本高、儲存及運輸困難且經濟性較差等問題是制約氫能產業(yè)發(fā)展的瓶頸，而液氨憑借相對于液氫更高的體積能量密度以及液化溫度更高等特性被認為是比較理想的儲運氫的有機液態(tài)載體，且氨的儲運基礎設施更加完善，可以間接實現氫的低成本遠洋運輸，因此氫/氨產業(yè)融合發(fā)展是解決氫能產業(yè)發(fā)展瓶頸、助力氨產業(yè)由灰轉綠的有效途徑。根據國際可再生能源署（IRENA）的預測，氨作為儲氫載體的需求將從2030年的100萬噸大幅提升至2050年的1.1-1.3億噸規(guī)模。

不同渠道運輸一千克氫的成本（單位：美元）

氨作為儲氫載體的需求發(fā)展預測（單位：百萬噸）

來源：IRENA，畢馬威

綜合來看，從航運業(yè)角度而言，盡管傳統(tǒng)的農業(yè)和工業(yè)用氨以及清潔電力、儲氫等市場都可能對航運業(yè)綠氨燃料的供應形成一定的競爭，但更加多元化和更加規(guī)模化的市場需求能夠有效降低綠氨行業(yè)的投資風險，真正有利于綠氨產業(yè)的快速擴張和成熟應用。

來源：IRENA，招商工業(yè)產研中心

綠氨供應，未來是否能夠滿足需求？

目前全球綠氨產業(yè)發(fā)展處在產研結合和商業(yè)化早期階段，但由于其廣闊的市場前景，當前全球各國企業(yè)都在競相布局綠氫-綠氨賽道。據IRENA的不完全統(tǒng)計，截至2023年全球已布局超過60個規(guī)?；木G氨項目，到2030年的年產量將達到1500萬噸，而加上已在規(guī)劃中2040年之前投產的綠氨產能合計已經超過7000萬噸。知名脫碳組織Mission Possible Partnership（MPP）則預計，到2030年全球綠氨產能最高能達到2000萬噸，到2050年有望形成超1000家綠氨生產基地、合計8.3億噸的產能規(guī)模。LR指出，到2030年預計航運業(yè)對綠氨的需求量在0.32EJ左右（約合1700萬噸），現有布局產能預計能夠大致覆蓋航運業(yè)屆時的綠氨需求，不過同時也將面臨來自其他行業(yè)激烈的需求競爭，并且考慮到2030年以后急劇增長的綠氨需求，當前仍亟需進一步擴充綠氨的規(guī)劃產能并予以鎖定。

來源：LR，招商工業(yè)產研中心

對比之下，全球甲醇協(xié)會的最新統(tǒng)計數據顯示，截至2024年3月，全球已跟蹤到的139個綠色甲醇項目到2027年的總產能為1700萬噸，到2029年為2100萬噸，與后起之秀綠氨的布局產能相比（考慮到二者熱值相近），進度明顯不及預期，更顯得“起了個大早，趕了個晚集”。

來源：全球甲醇協(xié)會（MI），招商工業(yè)產研中心

從綠氨的生產和供應格局來看，澳大利亞憑借優(yōu)異的氨產業(yè)基礎、發(fā)達的風光資源條件和強有力的政策扶持，有望成為未來全球最大的綠氨生產和出口中心，主要供應需求龐大的亞洲市場；此外，西北非（主要供應歐洲市場）、南美的智利（主要供應南美洲市場）、美國的加利福尼亞（主要供應美國西部地區(qū)）以及阿拉伯半島南部（主要供應中東及南亞市場）也有望增長為大型綠氨生產基地。從這個角度來看，澳洲至東亞的航線或將主導未來大型液氨運輸船的發(fā)展。

來源：英國牛津大學可持續(xù)設施系統(tǒng)（OPSIS），招商工業(yè)產研中心

從加注網絡來看，由于液氨早已在全球范圍內開展遠洋貿易，每年液氨海運約占總產量的8%-10%，目前全球滿足液氨裝卸的港口超過120個，基礎設施相對較為成熟，不過由于氨作為燃料使用的安全性仍存在諸多挑戰(zhàn)，目前氨燃料加注港口的審批和建設難度很大，全球僅有挪威弗洛羅峽灣基地的氨燃料加注碼頭獲得政府批準，且還是由駁船改裝而成，預計2025年底建成運營，可以說氨燃料的岸基加注幾乎處于空白。今年3月，新加坡成功完成了全球首次氨燃料實船加注試驗，成為了氨燃料在航運業(yè)應用的一個重要里程碑，而除了岸基加注外，船對船加注方案是現階段更為切實可行的選項，日本、新加坡、韓國以及中國近年來已紛紛加速對氨燃料加注船的研發(fā)。

綠氨價格，未來是否有市場競爭力？

在灰氨生產中，制氫成本和制氮成本各占50%；在藍氨生產中，制氫和制氮成本各占25%，而碳捕捉成本占50%；在綠氨生產中，制氫成本占比高達93%，制氮成本和合成氨成本僅占3%和4%?？梢哉f，綠氫的成本直接決定了綠氨的價格，因此綠氨的降本空間主要來自于清潔電力成本的降低。

來源：IRENA，招商工業(yè)產研中心

由于全球不同地區(qū)可再生能源的豐富程度和技術成熟不同，通過可再生能源制取綠氫進而生產綠氨的成本也不盡相同，2020年生產每噸綠氨的成本區(qū)間為720-1400美元，而灰氨的成本即便在煤炭價格處于歷史高點時也僅在每噸440美元左右。隨著可再生能源發(fā)電成本的下降及風光電氫氨一體化技術的成熟，綠氨的成本將顯著降低。根據IRENA預測，到2030年綠氨的生產成本區(qū)間為475-950美元，并不斷縮小與灰氨的價格差距，接近2050年綠氨的生產成本進一步下降為310-610美元。此外，現有的合成氨工廠可以利用現有的基礎設施，在進行相關工藝改造和認證后進行灰氨和綠氨的聯合生產以降低成本，對于這種聯產工廠，其綠氨的成本到2025年有望降至每噸300-400美元，到2040年有望進一步降至每噸250美元左右，實現相對于灰氨的價格競爭力。

來源：IRENA，招商工業(yè)產研中心

結語

無可否認的是，當前氨作為燃料在船舶領域的應用仍然存在諸多現實挑戰(zhàn)，比如體積能量密度較低帶來的存儲空間問題、有毒性帶來的泄露風險、氨逃逸和尾氣氮氧化物帶來的溫室氣體排放隱患、燃燒缺陷帶來的性能不確定性等，且當前氨內燃機研發(fā)應用尚不成熟，相關政策法規(guī)仍缺乏完整的框架支撐。不過，技術上的風險和挑戰(zhàn)從來都不是船舶替代燃料應用的最大障礙，LNG動力、甲醇動力和電池動力等新興解決方案的不斷成熟和完善就是最好的例證，更何況氨燃料的風險和挑戰(zhàn)都已經有了明確的解決思路和扎實的突破進展。

上游的供應能力和碳排放交易體系下的價格競爭力將最終決定綠氨作為航運燃料的發(fā)展前景。梳理綠氨供應的發(fā)展預測時間線可以得出幾個關鍵節(jié)點：2025年起，綠氨將主導全球合成氨的新增產能；2030年起，可再生能源最豐富地區(qū)的綠氨成本有望與灰氨持平，并開始形成對綠色甲醇的成本競爭力；2040年，綠氨供應規(guī)模至少突破7000萬噸，并開始形成對灰氨的成本競爭力；2050年，綠氨將形成對其他可大規(guī)模供應燃料的成本競爭力。得益于優(yōu)異的脫碳預期、豐富的應用場景需求和快速升溫的投資規(guī)模，在上述時間節(jié)點均得以順利兌現的前提下，我們或將見證氨燃料動力船舶訂單在2025年后由“ready”為主轉變?yōu)椤癱apable”為主，并在2030年后逐漸趕超LNG動力和甲醇動力船舶訂單，最終在2050年前后成為航運市場（尤其是遠洋船舶）優(yōu)勢顯著的第一選擇。

第五屆中國綠氫與應用發(fā)展論壇氫能消納與產業(yè)經濟協(xié)同

根據《中國氫能發(fā)展報告2025》數據顯示，2024年，我國氫能全年生產消費規(guī)模超3650萬噸，位列世界第一位。

東北三省一區(qū)在建及規(guī)劃的綠色甲醇和綠氨生產項目75個，占全國產能的80%以上。項目進展順利預計到2028年，綠色甲醇產能將達到1274萬噸、綠氨211萬噸；預計到2030年，綠色甲醇產能3114萬噸、綠氨562萬噸。東北地區(qū)正在形成全球低成本綠色船舶燃料的主要生產基地。

同時，綠氫項目面臨產品銷路單一、綠氫跨行業(yè)標準缺位，應用場景經濟性待突破等系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。本次會議，組委會邀請馬士基、達飛、中海航運、現代商船、中國化學、中國船東協(xié)會、梅賽尼斯、賽默飛、法液空等相關知名單位，聚焦氫能產業(yè)上下游產業(yè)協(xié)同對話交流，通過分享國際標桿案例、剖析國內示范項目痛點，為我國乃至全球構建安全、經濟、可持續(xù)的綠氫消納體系注入動能。

組織形式

1、主辦承辦

主辦：中國氫能100人論壇 | 世紀新能源網

承辦：氫能觀察 | 氫能項目情報 | 氫能技術情報

2、規(guī)模 300人

3、時間地點

時間：8月6日-7日

地點：大連

01 熱點議題

綠氫消納場景協(xié)同：交通領域氫能重卡、氫能船舶、綠色航煤（SAF）、氫電航空無人機應用、氫電物料冷鏈等；工業(yè)脫碳氫冶金；化工領域合成氨、綠色甲醇、煤化工替代、燃煤機組摻燒綠氨發(fā)電等；

綠氫氨醇項目商業(yè)化驗證與應用：綠氫氨醇項目經濟性分析測算；關鍵技術路線與工藝選型；大型綠氫項目設計設計與驗證；

電解槽技術迭代、成本突破和應用案例分析；ALK、PEM、AEM、SOEC現狀與前景分析；關鍵零部件進展和增效降本路徑；

氫能運輸經濟性與安全性；綠氫銷售的低碳或零碳認證；燃料電池輕量化設計驗證：綠氫出海與保險；

02 擬邀企業(yè)及專家

馬士基、達飛、中海航運、現代商船、中國化學、中國船東協(xié)會、梅賽尼斯、賽默飛、法液空、旭陽集團、中國化學、中國石化、中國石油、中國海油、三峽、國家電投、中國能建、國氫科技、中科院大連化物所、國家能源集團、金風、遠景、天合元氫、隆基氫能、陽光氫能、明陽氫能、中船718所、江蘇雙良、海德氫能、希倍優(yōu)、國富氫能等。

03 擬定日程

日程以現場實際為準，會議照片為往屆情況

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