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1、20232023中國綠氨產業研究與前景展望中國綠氨產業研究與前景展望2023ResearchandProspectofChinasGreenAmmoniaIndustry2023.11 SixSigma Research云點道林 Sixsigma Research為精品投資銀行云道資本下屬研究機構以專業的數據信息、敏銳的市場洞察和創造灼見的研究咨詢服務賦能中國創業企業、產業綠色化工綠色化工|綠氨綠氨綠色化工必由之路,綠氫應用新方向,萬億級產業方興未艾綠氨是無碳化的氨合成與生產,由綠電制取的綠氫與空氣分離得到的氮經過一定的合成工藝合成為綠氨;綠氨在清潔動力燃料、清潔電力燃料(火電摻燒)、儲氫載體
2、等新應用場景與市場擁有極大的應用潛力,其滲透有望不斷快速攀升,2030年全球年產量有望超2000萬噸萬噸,2050年超5.6億噸億噸,成為全球新型清潔能源供應體系的重要一環。綠色化工綠色化工|綠氨綠氨綠色化工必由之路,綠氫應用新方向,萬億級產業方興未艾氨是大宗基礎化工品,具備原料、燃料雙重屬性,應用場景廣泛、當前以生產化肥為主;合成氨屬于能量密集型產業,是中國乃至全球碳排最高的化工產業,向綠色低碳轉型勢在必行,受資源稟賦及技術成熟度影響,各國家地區向綠氨轉型技術路徑有所差異向綠色低碳轉型勢在必行,受資源稟賦及技術成熟度影響,各國家地區向綠氨轉型技術路徑有所差異由氫的碳足跡決定,氨的制備可分為灰
3、氨、藍氨、綠氨三類;綠氨綠電制綠氫 耦合 合成氨生產,實現清潔零碳排放的高效合成氨工藝,技術工藝尚未定型,比較來看,柔性的低溫低壓法更適應綠氨的生產工況,有望成為大規模制取綠氨的主流技術路徑比較來看,柔性的低溫低壓法更適應綠氨的生產工況,有望成為大規模制取綠氨的主流技術路徑隨著綠電電價下降與電解技術的成熟,綠氨成本將持續下降;中國綠氨經濟性競爭力可期,制備成本有望在隨著綠電電價下降與電解技術的成熟,綠氨成本將持續下降;中國綠氨經濟性競爭力可期,制備成本有望在2050前后降至前后降至240美元美元/噸;噸;細分場景來看,綠氨制備與船運燃料、氫儲運等場景下,綠氨已具備一定的競爭力,火電摻燒場景短期
4、內仍需依賴政策驅動全球范圍來看,各國家及地區關于綠氨的鼓勵性政策持續出臺,全球規劃中的綠氨產能已超全球范圍來看,各國家及地區關于綠氨的鼓勵性政策持續出臺,全球規劃中的綠氨產能已超7000萬噸;萬噸;細分地區來看,澳洲及中東有望憑借成熟的合成氨產業基礎以及豐富的風光資源成為未來全球最大的綠氨生產中心,日韓則為綠氨政策確定性最強的地區氨的簡介與產業概況氨的簡介與產業概況Part 氨是大宗基礎化工品,具備原料、燃料雙重屬性,應用場景廣泛、當前以生產化肥為主;合成氨屬于能量密集型產業,是中國碳排最高的化工產業,向綠色低碳轉型勢在必行,受資源稟賦及技術成熟度的影響,各國家地區向綠氨轉型的技術路徑有所差異
5、2023.11 Sixsigma R氨,化學分子式為NH3,常溫下是一種無色氣體,易揮發、可燃、其強烈刺激性氣味極具辨識度。氨目前是世界上生產及應用最廣泛的基礎化學氨目前是世界上生產及應用最廣泛的基礎化學品之一,具有原料和燃料雙重屬性。品之一,具有原料和燃料雙重屬性。目前全球80%以上的合成氨用于生產化肥。就中國而言,目前合成氨主要有農業、工業、儲能(新增用途)等三大類用途。從2020年的數據來看,農業用氨占比71%,工業使用占比29%,氨作為儲能介質用途尚不成熟,占比不足1%;氨的簡介與產業概況氨大宗基礎化工品,原料、燃料雙重屬性,應用場景廣泛、當前以生產化肥為主原料用途原料用途燃料用途燃料
6、用途71%農業用氨農業用氨29%工業用氨工業用氨船舶動力固定式發電污水處理炸藥冷凍劑化肥中國合成氨的主要用途中國合成氨的主要用途2023.11 Sixsigma R氨的簡介與產業概況全球范圍看,氨產能十分集中,貿易屬性強,中國合成氨長期處于貿易逆差地位目前,氨的生產目前主要是基于擁有一百多年歷史的哈伯-博世法,該方法以煤炭、天然氣等化石能源為原料,適用于連續、集中化、大體量連續、集中化、大體量的合成氨生產;基于這一成熟的工藝,全球每年合成氨產量為全球每年合成氨產量為2.5億噸左右,億噸左右,且產能分布主要受化石能源稟賦的影響,主要產自中國、印度、俄羅主要產自中國、印度、俄羅斯和美國四個國家;斯
7、和美國四個國家;中國與印度雖然是合成氨產能大國,但由于農業化肥、工業消耗量大等原因,同時也是氨的主要進口國;俄羅斯則是全球主要的凈出口國;全球范圍來看約 70%的合成氨用于進出口及國際貿易。美國美國俄羅斯俄羅斯中國中國印度印度全球合成氨主要產能區域全球合成氨主要產能區域050100150200250300350400450500進口出口合成氨進出口量(萬噸)合成氨進出口量(萬噸)數據來源:國家統計局、國際可再生能源署(IRENA)氨裝載(出口)設施氨卸載(進口)設施2023.11 Sixsigma R氨的簡介與產業概況國內范圍看,氨能的供給側產能結構調整效果顯著,產能集中且穩定,但仍需進口01
8、0002000300040005000600070002003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022總體上,中國是世界上最大的合成氨生產國和消費國,合成氨產業遍布全國,具有良好的產業基礎??傮w上,中國是世界上最大的合成氨生產國和消費國,合成氨產業遍布全國,具有良好的產業基礎。自20世紀50年代來,中國合成氨工業不斷發展壯大并已成為世界上最大的生產國,產量約占全球的30%;但2010年以來中國合成氨產能過剩率已超30%。2016年工信部印發石化和
9、化學工業發展規劃(2016年-2020年)明確原則上不再新建以無煙塊煤和天然氣為原料的合成氨裝置,且行業不再新建以無煙塊煤和天然氣為原料的合成氨裝置,且行業主要以去產能為主基調。主要以去產能為主基調?!笆濉逼陂g,工業和信息化部要求合成氨行業淘汰落后以及過剩產能不得少于1000萬噸,同時伴隨著相關工藝的改良與成熟,產能有效利用率也在不斷上升,因此近年來整體上中國合成氨產業呈現產能逐年減少、產量總體穩定、仍需進口填補缺口的局面。因此近年來整體上中國合成氨產業呈現產能逐年減少、產量總體穩定、仍需進口填補缺口的局面。中國合成氨產量(萬噸)中國合成氨產量(萬噸)中國合成氨進口情況中國合成氨進口情況7
10、1.993.9105.5115.480.9222123377931355355154023602040608010012014005000100001500020000250003000035000400004500020172018201920202021進口量(萬噸)進口金額(萬美元)數據來源:國家統計局2023.11 Sixsigma R氨的簡介與產業概況合成氨屬于能量密集型產業,是碳排最高的化工產業門類,向綠色低碳轉型勢在必行合成氨工業屬于能量密集型 產業,近些年合成氨的能源消耗約占全占全球能源消耗的球能源消耗的2%(最高時近(最高時近10%)。)。另外,合成氨生產過程中每年約有每年約
11、有5億多噸的二氧化碳排放億多噸的二氧化碳排放,約占全球碳排放總量的1-2%、占化工行業CO2排放的15%-20%。通常每生產1 噸氨,釋放將近2 噸的二氧化碳,合成氨行業的節能減排壓力巨大,亟需進行綠色轉型。中國合成氨主要是煤制合成氨,約占總產能的 75.5%,其余主要為天然氣原料,約占總產能的 21.4%。碳排量巨大,目前合成氨行業已成碳排量巨大,目前合成氨行業已成為中國碳排最高的化工行業;為中國碳排最高的化工行業;目前中國的國家政策也在大力鼓勵綠色低碳技術生產合成氨,到2025年,合成氨行業能效產能比例將從2020年的7%提高到15%。未來隨著行業技術的發展,我國合成氨將新增更多的綠色節能
12、生產裝置,行業產量也將不斷增長。0510152025煤制乙二醇碳酸鈉對二甲苯苛性堿乙烯煤氣/煤液化碳化鈣甲醇煉油氨中國化工產業不同行業年碳排放量中國化工產業不同行業年碳排放量(千萬噸千萬噸)中國范圍來看中國范圍來看全球范圍來看全球范圍來看2023.11 Sixsigma R010203040506070809010020202050-S2050-D20202050-S2050-D20202050-S2050-D中國中國中東中東歐洲歐洲010203040506070809010020202050-S2050-D20202050-S2050-D20202050-S2050-D20202050-S2
13、050-D印度印度北美北美非洲非洲中南美中南美煤炭配套碳捕捉存儲的煤炭天然氣配套碳捕捉存儲的天然氣配套碳捕捉利用的化石能源尿素熱解石油電解各氨主產區的工藝路線和清潔生產方案各氨主產區的工藝路線和清潔生產方案氨的簡介與產業概況全球各氨主產區受資源稟賦、技術成熟度等影響,向清潔制氨轉型技術路徑各有差異注:縱軸為百分比(%);2050S:既定政策條件;2050D:可持續發展條件(溫控目標)數據來源:國際能源署(IEA)綠氨的定義綠氨的定義Part 2綠氨是無碳化的氨合成與生產,由綠電制取的綠氫與空氣分離得到的氮經過一定的合成工藝合成為綠氨;根據最新的政策文件,完全綠氨的全鏈條所用網電不得超過1%-3
14、%2023.11 Sixsigma R綠氨的定義綠氨無碳化的氨合成與生產,完全綠氨的全鏈條所用網電不得超過1%-3%綠氨,與傳統氨的主要區別在于生產過程的無碳性質。綠氨,與傳統氨的主要區別在于生產過程的無碳性質。從原料輸入的角度來看,綠氨由兩個核心輸入組成:氮氣、氫氣;可以拆分成:水、空氣、可再生電力三個要素;首先,氫氣由水經可再生電力電解產生,即綠氫;而氮氣是從空氣中分離出來得到;綠氫與氮通過哈伯-博世等合成氨工藝結合成氨。在整個綠氨的生產過程中,所有過程均由可再生電力(綠電)驅動,無二氧化碳的排放,滿足此標準的生產過程生產出的氨為“綠氨”。傳統合成氨生產過程中每年約有5億多噸的二氧化碳排放
15、,約占全球碳排放總量的1-2%,也是中國碳排量最高的化工行業,將灰氨轉成綠氨生產,是綠色化工轉型、落地雙碳政策的必由路徑。根據2023年10月國家生態環境部最新發布的“關于做好“關于做好20232025年部分重點行業企業年部分重點行業企業溫室氣體排放報告與核查工作的通知”溫室氣體排放報告與核查工作的通知”內容,氨所在的化工行業是中國接下來減排降碳的重點行業,并且文件中界定了中國電網的“網電”基本不屬于“綠電”范疇的概念。中國電網的“網電”基本不屬于“綠電”范疇的概念。這就使得真正完全綠氨的生產過程中的所用電力必須為風光離網電(按歐盟碳稅的標準這就使得真正完全綠氨的生產過程中的所用電力必須為風光
16、離網電(按歐盟碳稅的標準碳排折算,綠氨全生產鏈條的網電占比不超過碳排折算,綠氨全生產鏈條的網電占比不超過1%-3%)。)。最新政策動向最新政策動向綠氨的制備工藝綠氨的制備工藝Part 3由氫的碳足跡決定,氨的制備可分為灰氨、藍氨、綠氨三類;綠氨綠電制綠氫 耦合 合成氨生產,實現清潔零碳排放的高效合成氨工藝,技術工藝尚未定型,比較來看,柔性的低溫低壓法更適應綠氨的生產工況,有望成為大規模制取綠氨的主流技術路徑2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝氨制備的工藝劃分灰氨、藍氨、綠氨,由氫的碳足跡決定20世紀初,德國化學家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-B
17、osch(哈伯-博世)法,在高溫高壓的條件下以氮氣跟氫氣1:3的比例合成氨,從而開啟了合成氨大規模的工業化進程,為全球農業、工業的發展提供了穩定的原料供應。目前全球氨年產量約目前全球氨年產量約2.5億噸,其中億噸,其中98%由化石能源由化石能源制得,其碳排放占全球的制得,其碳排放占全球的2%,是全球碳排放“大戶”。,是全球碳排放“大戶”。隨著全球氣候變暖、各國加快降碳減排步伐,合成氨行業也出現了由“灰”向“綠”的轉型趨勢;與氫類似,根據原料中氫氣的碳足跡,合成 氨被分為灰氨、藍氨和綠氨?;野敝械臍錃鈦碓从谔烊粴饣蛘呙禾?,由傳統的灰氨中的氫氣來源于天然氣或者煤炭,由傳統的 Haber-Bosch
18、 高溫催化工藝制備而成;藍氨則是將灰氨生產過程高溫催化工藝制備而成;藍氨則是將灰氨生產過程中的二氧化碳進行捕集;綠氨是基于可再生能源提中的二氧化碳進行捕集;綠氨是基于可再生能源提 供能量來源的前提下,以水為原料提供綠氫,然后與氮氣混合通過熱催化或者電催化等新型供能量來源的前提下,以水為原料提供綠氫,然后與氮氣混合通過熱催化或者電催化等新型低碳技術制備而成。低碳技術制備而成。H2N2NH3 合成冷卻分離液氨儲罐熱催化或電催化農業工業儲能*空分裝置灰氫:化石燃料制氫藍氫:工業副產氫綠氫:電解水制氫-應用場景-合成氨生產鏈路示意合成氨生產鏈路示意灰氨灰氨/藍氨藍氨/綠氨的主要劃分由氫的來源決定綠氨的
19、主要劃分由氫的來源決定2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝灰氨/藍氨工藝成熟、優化空間有限,中國以煤制合成氨為主,綠氨產能近乎為零1913年9月,世界上第一座合成氨裝置投產,其采用哈伯法發明的催化合成氨技術,被認為是 20 世紀催化技術對人類最偉大的貢獻之一。經過 百余年的發展,合成氨工業已經取得了巨大的進步,其反應壓力持續降低,能耗隨著降低。單套生產裝置的規模已由當初的日產合成氨 5t 發展到目前的年產百萬噸級,反應壓力已由100MPa 降到了1015MPa,能耗也已接近理論能耗極限,未來哈伯法優化的空間較小。藍氨則是在灰氨的生產過程中耦合進碳捕捉(CCUS)技術及設施,作為灰
20、氨的減排降碳措施。中國合成氨中國合成氨-灰氨生產的現狀灰氨生產的現狀技術工藝技術工藝產能結構產能結構產能分布產能分布8.022.0MPa 中低壓合成技術為主10 萬 Nm3/h 大型空分裝置成熟大型煤氣化技術成熟掌握30萬噸/年 以上大型合成氨裝置技術煤制合成灰氨煤制合成灰氨-約占總產能約占總產能 75.5%天然氣合成灰氨-約占總產能 21.4%完全綠氨產能幾乎為完全綠氨產能幾乎為 0 山東 山西 河南湖北 四川 等地2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝綠氨綠電制綠氫 耦合 合成氨生產,實現清潔零碳排放的高效合成氨工藝綠氨(可再生氨)的生產工藝主要是指全程以風力、光伏發電等可再生
21、能源為動力開展的電解水制氫及空氣分離制氮再通過一定的合成工藝生產綠氨的過程,即通過綠電、綠氫制備綠氨。太陽能風能電網電解空氣分離裝置氨合成氨合成氫氣儲存氨-海運氨-儲存氨-裂解燃料電池車及其他工農業綠色原料燃氣輪機動力供給電網平衡服務船舶航運燃料發電摻燒綠氨產業鏈示意綠氨產業鏈示意2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝綠氨遠期需求將達億噸級,目前已進入示范工程階段,但技術工藝尚未定型西門子在英國盧瑟福阿普爾頓實驗室設計并建造了世界上第一個可逆世界上第一個可逆綠氨示范工廠,綠氨示范工廠,該示范項目證明了使用綠電電解水制取綠氫、從空氣中分離氮通過現有的灰氨主流生產工藝:哈伯哈伯-博世合
22、成技術,博世合成技術,生產綠氨在技術上是可以實現的,商業化的綠氨生產就此拉開序幕。綠氫替代灰氫生產綠氨是化工行業的碳減排技術路徑之一。根據國際可再生能源署(International Renewable Energy Agency,IRENA)估算,為了滿足巴黎協定中全球氣溫上升控制在 1.5 攝氏度()以內的目標,到到2050年全球將新產生億噸級的綠氨需求量。年全球將新產生億噸級的綠氨需求量。從全球范圍來看,中國、中東、日韓等可再生能源體系發達、氨能需求大的國家及地區均已布局了綠氨的示范工程,但綠氨的主要技術工藝尚從全球范圍來看,中國、中東、日韓等可再生能源體系發達、氨能需求大的國家及地區均
23、已布局了綠氨的示范工程,但綠氨的主要技術工藝尚未完全定型,當前的綠氨制備工藝主要是基于傳統的哈伯法進行改良。未完全定型,當前的綠氨制備工藝主要是基于傳統的哈伯法進行改良。全球開展綠氨示范的國家與地區全球開展綠氨示范的國家與地區2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝綠氨三大合成工藝成熟程度不同,傳統的“哈伯-博世法”是目前綠氨示范的主流當前,綠氨核心的合成工藝主要可分為以下三大類路徑,其中傳統工藝哈伯博世法應用最為成熟 傳統工藝傳統工藝-基于傳統的哈伯基于傳統的哈伯-博世法(熱催化博世法(熱催化+高溫高壓)高溫高壓)耦合綠氫耦合綠氫 柔性工藝柔性工藝-熱催化熱催化+低溫低壓法低溫低壓
24、法 耦合綠氫耦合綠氫 新型工藝新型工藝-光催化光催化/等離子體等離子體/電化學等電化學等 耦合綠氫耦合綠氫哈伯法的合成氨裝置一般由兩部分組成,上面部分是接觸室,裝有粒狀的鐵基催化劑;下面部分為熱交換器;氮氣和氫氣的混和氣體先進入熱交換器預熱,然后進入接觸室經過熱催化反應生成氨。從接觸室里出來的 NH3的溫度較高,進入冷卻器使氨液化;再將分離后的液氨進入儲罐,未被液化的 NH3和H2,循環進入合成塔。本路線可基于現有的合成氨裝置,新建可再生能源發電(風電或光伏)和電解水制氫單元,配套一定的儲能設施,生產綠色合成氨產品。綠H2N2NH3 合成冷卻分離液氨儲罐高溫高壓鐵基催化劑 傳統工藝傳統工藝-基
25、于傳統哈伯基于傳統哈伯-博世法(熱催化博世法(熱催化+高溫高壓)高溫高壓)耦合綠氫:耦合綠氫:反應壓力2050MPa,反應溫度350500,在鐵基催化劑作用下,綠氫和氮氣合成綠氨數據來源:國能、中海油石化、云道資本自行整理2023.11 Sixsigma R綠氨的制備工藝綠氨傳統的哈伯-博世工藝弊端重重,只能作為中短期內向綠氨過渡有益嘗試傳統的哈伯法是傳統灰氨生產的主流成熟工藝,已有百余年的應用歷史,從技術成熟度的角度來看,該工藝被認為是最有可能率先實現綠氨產業化技術路線。但該工藝是按照化石燃料穩定持續的原料供應該工藝是按照化石燃料穩定持續的原料供應+連續生產要求進行優化迭代的,適用于傳統中大
26、型的合成灰氨工廠,作為綠連續生產要求進行優化迭代的,適用于傳統中大型的合成灰氨工廠,作為綠氨合成的工藝,該方法尚存在以下幾點難以解決的弊端,我們判斷只能作為中短期內灰氨向綠氨過渡的有益嘗試。氨合成的工藝,該方法尚存在以下幾點難以解決的弊端,我們判斷只能作為中短期內灰氨向綠氨過渡的有益嘗試。完全的綠氨生產面臨的最大挑戰是適應太陽能和風能等波動性可再生能源所需的生產工藝靈活性?,F在的哈伯-博世生產工藝是按照化石燃料原料連續生產要求進行優化的,因此運行靈活性有限,難以適應分布式的風光綠氫綠電場景。運行靈活性有限,難以適應分布式的風光綠氫綠電場景。該工藝如要適配具有波動性、間接性和不確定性的可再生能源
27、,須配套一定量的儲能設施、并對裝置的工藝方案加以改造;且最大限度的保證綠須配套一定量的儲能設施、并對裝置的工藝方案加以改造;且最大限度的保證綠電綠氫的穩定供應,一旦接入網電調峰支撐,則產出的氨不會被認定為“綠氨”。電綠氫的穩定供應,一旦接入網電調峰支撐,則產出的氨不會被認定為“綠氨”。受制于可再生能源的供應規模,該方法目前還是對合成氨部分傳統產能的綠色化改造,其全生產過程的碳排放并非為零,并不是完全的綠氨生產工藝,該模式下產出的氨難以認證為真正的“綠氨”。該模式下產出的氨難以認證為真正的“綠氨”。受制于傳統的哈伯-博世工藝限制,當前的合成氨工廠規模非常大,目前合成氨工廠平均每天產能就高達當前的
28、合成氨工廠規模非常大,目前合成氨工廠平均每天產能就高達500-1500噸氨,超大型噸氨,超大型工廠產能已超過工廠產能已超過3500噸噸/天天;高溫高壓的哈伯法能耗巨大,;高溫高壓的哈伯法能耗巨大,假如一個中小型合成氨工廠用綠氫取代500噸/天的傳統灰氫原料,將需要35-50萬千瓦的可再生電力消耗和類似大規模的電解設備系統與配套的儲氫輸氫設施等。而目前就全國范圍來看,目前單個風光離網綠電項目不超過200MW,對于不能上網的綠電綠氫來說,難以滿足集中化、大型化的合成綠氨的綠電消耗需求。對于不能上網的綠電綠氫來說,難以滿足集中化、大型化的合成綠氨的綠電消耗需求。1232023.11 Sixsigma
29、 R綠氨的制備工藝綠氨低溫低壓法更適應綠氨的生產工況,有望成為大規模制取綠氨的主流技術路徑 柔性工藝柔性工藝-熱催化熱催化+低溫低壓法低溫低壓法 耦合綠氫耦合綠氫 新型工藝新型工藝-光催化光催化/等離子體等離子體/電化學等電化學等 耦合綠氫耦合綠氫主要針對可再生能源“間歇性、波動性”的特點和氫氣儲運難的特點,該工藝下可將 NH3發展為儲氫介質,實現氫氨的融合發展;該工藝主要通過對催化劑及流程工藝的革新,使得合成氨裝置在較低的溫度(400以下)下和較低的壓力下(10MPa以下)仍能實現高效的氨合成過程,有效降低了能耗;該方式通過降低工作溫度與壓力的限制將合成氨裝置的小型該方式通過降低工作溫度與壓
30、力的限制將合成氨裝置的小型化、靈活化變為可能,從技術和工藝流程角度看,該方式更化、靈活化變為可能,從技術和工藝流程角度看,該方式更容易實現大規模綠氨生產。容易實現大規模綠氨生產。包括電催化、光催化、生物催化、電磁催化合成氨等,其中,電催化分為液態與固態電解質等不同路線,核心的難點是需要攻克高效可靠的催化劑。光催化合成氨是利用可見光下的空氣與水發生氧化還原反應生成氨,同樣面臨需要開發高效穩定的催化劑的問題;而生物催化合成氨技術依賴于生物質原料暫不適用于規?;I路徑、電磁催化也尚未有工業化趨勢的跡象;總體上各類新型工藝尚處實驗室研究迭代階段、相關的催化總體上各類新型工藝尚處實驗室研究迭代階段、相
31、關的催化劑材料與工藝流程尚不成熟,距產業化還有比較大的距離。劑材料與工藝流程尚不成熟,距產業化還有比較大的距離。結合各技術路線的實現方式、特點及成熟度來看,我們認為對傳統的哈伯法灰氨合成工藝加以改良僅能作為短期內灰氨向綠氨過渡的有益探索,結合各技術路線的實現方式、特點及成熟度來看,我們認為對傳統的哈伯法灰氨合成工藝加以改良僅能作為短期內灰氨向綠氨過渡的有益探索,但無法滿足大規模綠氨的供應;但無法滿足大規模綠氨的供應;靈活性更高的低溫低壓法有望成為未來大規模制取綠氨的主流技術路徑靈活性更高的低溫低壓法有望成為未來大規模制取綠氨的主流技術路徑數據來源:國能、中海油石化綠氨的應用場景與前景綠氨的應用
32、場景與前景Part 4綠氨在清潔動力燃料、清潔電力(火電摻燒)、儲氫載體等新市場擁有極大的應用潛力,綠氨滲透有望不斷快速攀升,2030年年產量有望超2000萬噸,2050年超5.6億噸,成為新型清潔能源供應體系的重要一環2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景綠氨在清潔動力燃料、清潔電力、儲氫載體等新市場擁有極大的潛力合成氨傳統應用市場主要集中在傳統的農業與工業方面。農業領域,氨主要作為尿素、復合肥的原料。工業領域,氨則用于生產車用尿素和煙氣脫硝等,其中近些年己內酰胺、丙烯 腈、硝酸、煙氣脫硝等細分工業應用市場對合成氨的需求均有較大增幅勢頭。但總體上,伴隨著雙碳下各項節能減排政
33、策的驅動、傳統的能源供應與使用體系重構下,氨的消費屬性正逐漸變化,氨的能源屬性和儲能屬性使其在清潔動力燃料、清氨的消費屬性正逐漸變化,氨的能源屬性和儲能屬性使其在清潔動力燃料、清潔電力和儲氫載體等新市場及應用領域中具有極大的發展潛力,尤其是由可再生能源制取的綠氨。潔電力和儲氫載體等新市場及應用領域中具有極大的發展潛力,尤其是由可再生能源制取的綠氨。氨的廣泛用途氨的來源可再生能源可再生能源1%煤層氣25%天然氣75%氨氨85%:化肥15%:其他用途1%:新用途:新用途 尿素 硝酸銨 磷酸二銨 硫酸銨 磷酸一銨 紡織品 冷凍劑 爆炸物 藥物直接直接用途用途:發電燃料 船用燃料 間接用途間接用途:儲
34、氫載體 移動出行(燃料電池汽車、叉車、火車、飛機、船舶等)當前用途當前用途:新興用途:新興用途:合成氨 煉油 冶金 固定式發電 熱能利用氫的應用氫的應用2023.11 Sixsigma R01020304050607080901002020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035203620372038203920402041204220432044204520462047204820492050農業工業儲能中國不同產業合成氨用量預測(百萬噸)中國不同產業合成氨用量預測(百萬噸)010020030040050060
35、07008002020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035203620372038203920402041204220432044204520462047204820492050化肥其他用途船用燃料儲氫載體發電燃料全球氣溫至全球氣溫至2050年上升至年上升至1.5度的氨需求測算(百萬噸)度的氨需求測算(百萬噸)氨氨-直接用于供能:直接用于供能:氨被認為在發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燃料混燃用于發電,有利于構建清潔電力系統;氨用于發動機燃料,有利于解決交通運輸領域的碳排放問題。氨氨-
36、間接供能與儲能介質使用:間接供能與儲能介質使用:氨作為儲氫介質,利用催化能夠實現氨氫轉化,可打破傳統氫儲運方式,為發展“氨氫”綠色能源產業奠定基礎。綠氨的應用場景與前景雙碳戰略目標愿景下,氨助力新的清潔能源體系構建,對低碳社會發展具有重要意義數據來源:畢馬威、國際可再生能源署(IRENA)、氨能源協會(AEA)2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景綠氨滲透有望不斷快速攀升,2030年綠氨年產量有望超2000萬噸,2050年超5.6億噸8%40%70%20%60%90%0%20%40%60%80%100%203020402050保守估計樂觀估計0%10%20%30%40%50%
37、60%70%80%90%01002003004005006007008002020202520302035204020452050灰氨(化石燃料)藍氨(化石燃料+CCS)綠氨(可再生能源)綠氨占比綠氨占氨產量的比重預測綠氨占氨產量的比重預測2020-2050年年1.5情景下全球氨產量的預測情景下全球氨產量的預測(百萬噸百萬噸)2050年全球對氨的需求預計將是2020年的三倍,且新增的氨供應大部分來自可再生能源生產的綠氨。目前,全球范圍來看,大多數合成氨主要由天然氣(72%)和煤炭(22%)生產。解決氨生產中的碳排放問題是實現化工和農業部門脫碳的關鍵因素,氨作為無碳燃料在交通運輸、儲能等行解決氨
38、生產中的碳排放問題是實現化工和農業部門脫碳的關鍵因素,氨作為無碳燃料在交通運輸、儲能等行業的應用也將不斷擴大;預計業的應用也將不斷擴大;預計2030年,全球綠氨年產量將超過年,全球綠氨年產量將超過2000萬噸;萬噸;2050年將超年將超5.6億噸,占全球氨產量的億噸,占全球氨產量的80%以上。以上。數據來源:國際可再生能源署(IRENA)、氨能源協會(AEA)2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景無碳燃料內燃機的清潔燃料,未來交通運輸、尤其是航運業脫碳的確定性主力燃料壓燃式內燃機在重型卡車、船舶等交通運輸領域和發電領域的年裝機容量巨大,目前以燃油為主,產生的二氧化碳排放量占全
39、球的 3%4%,碳減排需求顯著。而氨作為清潔能源的一種,應用至內燃機領域作為無碳燃料使用,有利于解決交通運輸、發電等領域的碳排放問題。氨作為清潔能源的一種,應用至內燃機領域作為無碳燃料使用,有利于解決交通運輸、發電等領域的碳排放問題。氨的辛烷值高,抗震爆性好,辛烷值高,抗震爆性好,可以通過更高的壓縮比提高輸出功率;提高輸出功率;氨用作內燃機燃料時熱效率高達熱效率高達 50,甚至近甚至近 60;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最小點火能量和層流燃燒速度均較低均較低-需將氨與燃燒性能較好的燃料摻混來改善其燃燒;由于燃燒不充分和氧化發生,容易導致氨燃料所含的氮元素轉化成溫室
40、效應更強的NOx氣體排放氣體排放需對燃燒和尾氣進行一定處理;氨作為內燃機燃料的優缺點氨作為內燃機燃料的優缺點缺點優點燃料品種沸點(攝氏度)液態能量密度(MJ/m)綠氨綠氨-3411440甲醇6522700天然氣-16220790液化石油氣-4227260氫氣-253101322023.11 Sixsigma R船舶運輸是當前國際貿易的主要貨運形式,其承擔了全球貿易運輸總量的90%以上。船用動力機特別是遠洋船舶,需要較大的功率輸出,目前主要以燃油為主,會排放大量的二氧化碳。國際海事組織2018年通過了減排初步戰略,提出到2030年全球海運碳排放與年全球海運碳排放與2008年相比至少下降年相比至少
41、下降40%,力爭到,力爭到2050年下降年下降70%。綠氨的應用場景與前景無碳燃料內燃機的清潔燃料,未來交通運輸、尤其是航運業脫碳的確定性主力燃料020406080100200820302050遠洋航行船舶載重噸位大、航程長、靠港頻次低、燃 料加注相對不便,需要使用能量密度較高的燃料和功率較大的動力裝置。在目前關注 度較高的零碳能源中,綠氨動力船舶能量密度大大高于氫氣,且可利用現有氨供應鏈和基礎設施,在集裝箱船等大型船舶遠航領域具有較好的推廣應用前景。航運業內普遍認為,綠氨是未來航運業脫碳的主力燃料之一。航運業內普遍認為,綠氨是未來航運業脫碳的主力燃料之一。氨燃料的高體積能量密度屬性可以提高船
42、體空間利用率,并且僅需要對常規內燃機進行微小改動,改變壓縮比和更換耐腐蝕的管線即可。因此,氨被認為是一種適合應用于遠洋船舶的清潔因此,氨被認為是一種適合應用于遠洋船舶的清潔燃料燃料。2023.11 Sixsigma R據英國勞氏船級社預測,在在2030-2050年間,氨能作為航運燃料的占比將從年間,氨能作為航運燃料的占比將從7%上升為上升為20%,取代液化天然氣等成為最主要的航運燃料;,取代液化天然氣等成為最主要的航運燃料;目前,日本、韓國和歐盟在綠氨混合燃燒和用于船舶燃料方面的技術研發、產研結合和商業化試點走在世界前列。其中,用于航運業的氨燃料動力船舶成為中國、韓國、日本和歐洲造船業共同關注
43、和研究的焦點,中國船舶、川崎、現代重工等企業陸續宣布了氨動力船舶的研發和交付計劃。20%20%18%15%8%8%7%2%1%7%5%13%15%9%19%20%1%1%20302050其他其他核能核能氨能氨能氫能氫能甲醇甲醇電池電池生物燃料生物燃料當前船用燃料與碳抵消結合當前船用燃料與碳抵消結合液化天然氣液化天然氣航運燃料中不同能源的使用占比預測航運燃料中不同能源的使用占比預測綠氨的應用場景與前景無碳燃料內燃機的清潔燃料,未來交通運輸、尤其是航運業脫碳的確定性主力燃料050100150200250202320242025202620272028202920302031203220332034
44、2035203620372038203920402041204220432044204520462047204820492050全球航運用綠氨需求量(百萬噸)全球航運用綠氨需求量(百萬噸)2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景發電燃料-火電機組的摻氨或純氨燃燒是發電領域碳減排的重要技術路徑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。但氨摻燒技術尚未十分成熟,其不充分燃燒帶來的氮氧化物排放與處理是當前該路徑副作用的體現,需過燃燒分級、燃燒組織優化等方式進行調控;總體上,燃煤摻燒氨尚處于小
45、規模的示范階段,擴大到實際燃煤機組容量規模的應用效果還有待進一步工業示范驗證??傮w上,燃煤摻燒氨尚處于小規模的示范階段,擴大到實際燃煤機組容量規模的應用效果還有待進一步工業示范驗證。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%發達經濟體新興經濟體20302040到到2030/2040仍可使用的燃煤仍可使用的燃煤/氣電廠設施比例氣電廠設施比例火電排碳量占全部碳排比火電排碳量占全部碳排比40%火電占全球碳排40%燃煤發電占中國碳排火電一直是全球碳排的“大戶”,中國“富煤、貧油、少氣”的能源結構,致使煤電裝機容量巨大。燃煤發電產生的二氧化碳占中國碳排放總量的35-40%,對其進行碳減排
46、是順利實現我國“雙碳”戰略目標的重要路徑之一。二氧化碳捕集、利用與封存技術是其關鍵手段,但該技術存在捕集與封存或利用的輸送距離遠、建造投資成本高等問題。而氨燃燒的靈活性為電力部門實現大幅度降碳提供了一種新方案。而氨燃燒的靈活性為電力部門實現大幅度降碳提供了一種新方案。2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景發電燃料-火電機組的摻氨或純氨燃燒是發電領域碳減排的重要技術路徑火電進行氨摻燒能夠彌補一般可再生能源發電的不穩定性和間歇性,且使得大規模的火電設施能夠延續使用,在向清潔能源轉型過程中保障電火電進行氨摻燒能夠彌補一般可再生能源發電的不穩定性和間歇性,且使得大規模的火電設施能夠延
47、續使用,在向清潔能源轉型過程中保障電力的安全與穩定供應。力的安全與穩定供應。風電、光伏發電等新能源裝機量的增加使得新能源發電的不穩定性和波動性也相應增加。氨燃燒性能良好,易液化、易儲存,能夠為電力系統提供與傳統火電類型的可調節、可調度、可控制的電力電量支撐。此外,火電進行氨摻燒為可再生能源生產條件不利(風光資源差、價格高、產能低)的國家(日本、韓國等)提供了可行性強的減碳替代方案?;痣娺M行氨摻燒為可再生能源生產條件不利(風光資源差、價格高、產能低)的國家(日本、韓國等)提供了可行性強的減碳替代方案。由于日本能源結構等因素影響,日本在氨能的開發利用上走在前沿,摻煤燃燒發電技術研發主要由日本推進:
48、摻煤燃燒發電技術研發主要由日本推進:2017 年,日本水島發電廠向155 MW燃煤鍋爐中添加0.6%-0.8%,首次實現了氨煤共燃;2021年10月日本啟動的碧南1000 MW熱電廠進行了20%混氨燃燒測試。積極加快推動電力系統的脫碳過程;日本IHI已建成10 MW的摻氨燃燒示范裝置,也在推進實施 1000 MW 規模的電廠摻氨實驗,未來將實現20%混氨燃燒;日本三菱重工正在開發40 MW氨燃氣輪機將100%使用氨發電,并把選擇性催化還原與新型燃燒技術相結合,降低氮氧化物排放。國內已經有兩家單位率先實現了工程驗證,標志著我國燃煤鍋爐混氨技術進入世界領先賽道。皖能集團、合肥能源研究院皖能集團、合
49、肥能源研究院聯合開發的國內首創8.3 MW純氨燃燒器在300 MW火電機組一次性點火成功并穩定運行2 h;國家能源集團國家能源集團搭建的40 MW燃煤鍋爐燃燒實現世界最大比例的混氨燃燒(35%氨氣);國家能源投資集團現有示范結果表明,在摻氨比例和氨注入位置一定的情況下,燃燒后生成的NOx污染比燃煤工況還要低。若現有煤電機組均實施35%混氨燃燒,每年可減少9.5億噸CO2排放量。經相關測算,當煤價為2000元/t以上、碳價為500元/t時,摻氨發電經濟性可與煤電相競爭。日本日本中國中國2023.11 Sixsigma R綠氨的應用場景與前景氫氨融合氨是氫最大的使用消納用途、也是理想的遠洋長距離氫
50、儲運方式氫氣被認為是最理想的清潔能源之一,但氫氣制取成本高、儲存及運輸困難等問題是制約氫能產業發展的“瓶頸”,而氨被認為是比較理想的儲運氫的有機液態載體,氫氨產業融合發展是解決氫能產業發展瓶頸、助力氨產業由灰轉綠的有效途徑。氫氨產業融合發展是解決氫能產業發展瓶頸、助力氨產業由灰轉綠的有效途徑。制取儲運應用分布式可再生能源制氫成為確定性未分布式可再生能源制氫成為確定性未來制氫路徑來制氫路徑 2030年前后綠氫占比將達20%2060年將達70%中短距離氣態;中長距離液態,或氨、甲醇等有機或氨、甲醇等有機液態液態合成氨是中國乃至全球氫的第一大使用合成氨是中國乃至全球氫的第一大使用與消納方式:與消納方
51、式:全球36%的氫氣用于合成氨;中國37%的氫氣用于合成氨近85%用于化肥航運、發電摻燒、儲運氫等新用途有望快速增長常溫常壓下即可液化常溫常壓下即可液化儲運與配送基礎設施體系與技術十分成熟綠氫制綠氨勢在必行:綠氫制綠氨勢在必行:大型場景合成氨技術較成熟、但存在諸多弊端;柔性工藝有望成為主流儲運儲運消納消納核心核心原料原料氫氨氫氨產業融合關系示意氫氨產業融合關系示意2023.11 Sixsigma R氫的產業化發展將帶動綠氨的發展,綠氨的發展空間廣闊。雖然目前氨運輸方式不具有經濟性,但是考慮到制氫成本的下降及技術創新,未來氨運輸方式有望快速增長。根據國際可再生能源署根據國際可再生能源署(IREN
52、A),氨作為氫的載體將從),氨作為氫的載體將從2030年的年的100-300萬萬噸增加到噸增加到2050年的年的1.1-1.3億噸。億噸。液氨已經在全球范圍內開展遠洋貿易,全球滿足液氨裝卸的港口超過全球滿足液氨裝卸的港口超過120個,個,2021年全球氨的出口約占總產量的年全球氨的出口約占總產量的 10%。智利、中東、澳大利亞作為世界上可再生能源資源較為豐富地區已啟動相關能源規劃,利用風光發電制氫,之后利用氨作為氫 的載體運輸到美國、歐洲、日本等市場。以氫氣為原料的液氨比液氫具有更高的體積能量密度,且氨比氫氣更容易液化,常壓下氨氣在-33就可以液化,而氫氣需要低于-253,且同體積的液氨比液氫
53、多至少60%的氫。氨的儲運基礎設施完善,氨的工業化生產和應用已經有百余年的歷史,氨有管道、鐵路、船舶、公路拖車和倉庫等多種運輸方式,相關的技術體系和儲運基礎設施完備。液氨輸氫的遠洋運輸成本僅為液氨輸氫的遠洋運輸成本僅為0.1-0.2美元,有望成為未來氫儲運最佳選擇之一美元,有望成為未來氫儲運最佳選擇之一氨作為氫載體的優勢氨作為氫載體的優勢運輸渠道200-2000km2000-3000km氫運輸-管道0.1-1.3(美元)1.3-2.1氫運輸-輪船0.9-1.11.1-1.3氨運輸氨運輸-管道管道0.1-0.80.8-1.0氨運輸氨運輸-輪船輪船0.1-0.20.1-0.2綠氨的應用場景與前景氫
54、氨融合氨是氫最大的使用消納用途、也是理想的遠洋長距離氫儲運方式02040608010012014020302035204020452050基于現有政策實現1.5溫控目標氨作為氫載體用途的氨作為氫載體用途的需求量預測需求量預測(百百萬萬噸)噸)數據來源:國際可再生能源署(IRENA)綠氨的制備成本與經濟性分析綠氨的制備成本與經濟性分析Part 5隨著綠電電價下降與相關電解技術、合成氨技術的成熟,綠氨成本將持續下降;中國綠氨經濟性競爭力可期,制備成本有望在2050前后降至240美元/噸;細分場景來看,原料綠氨制備與船運、氫儲運等場景下,綠氨已具備一定的競爭力,火電摻燒場景短期內仍需依賴政策驅動20
55、23.11 Sixsigma R綠氨的制備成本與經濟性分析綠氨主要制備成本由綠氫決定,綠電電價及電解槽成本的降低將帶來綠氨成本下降0.10.150.20.250.30.350.350.45250035004500550065007500制氫用電電價(單位:元制氫用電電價(單位:元/kW h)合成綠氨成本(單位:元合成綠氨成本(單位:元/t)0.10.150.20.250.30.350.350.455101520253035制氫用電電價(單位:元制氫用電電價(單位:元/kW h)綠氫成本(單位:元綠氫成本(單位:元/kg)2000h3000h6000h年運行時間:綠氨(可再生氨)由電解水制取的綠
56、氫與空分裝置捕獲的氮氣經合成工藝而得,綠氨的成本主要取決于綠氫的成本,占氨生產成本的綠氨的成本主要取決于綠氫的成本,占氨生產成本的80%-90%。氨生產的另外兩個重要步驟氮氣分離與凈化和相關的合成工藝,只占目前總成本結構的一小部分。從國內的示范項目來看,就目前技術條件下合成氨耗氫量約176kg/t,耗電量約 1000kW h/t。氫成本每降低1元/kg,綠氨成本可降低約176元/t。合成氨需要穩定電源,一般采用網電或配儲綠電并配比網電(但難以認證為完全綠氨),(但難以認證為完全綠氨),電價每差異0.1元/kW h,影響氨成本約100元/t。綠氫成本價綠氫成本價-電價對應圖電價對應圖合成綠氨成本
57、合成綠氨成本-電價對應圖電價對應圖數據來源:風電技術2023.11 Sixsigma R綠氨的制備成本與經濟性分析隨著綠電電價下降與相關電解技術、合成氨技術的成熟,綠氨成本將持續下降01002003004005006007008002020電解槽降本電解槽降本清潔電力降本清潔電力降本運營成本降本運營成本降本2030綠氨制備的平均成本預測(美元綠氨制備的平均成本預測(美元/噸)噸)綠氨成本下探空間預測(美元綠氨成本下探空間預測(美元/噸)噸)綠氨的降本空間主要來自于:綠氫電解槽成本的降低、清潔電力成本的降低以及綠氫電解槽成本的降低、清潔電力成本的降低以及Haber Bosch等氨合成工藝的優化、
58、靈活性的提高等方面;等氨合成工藝的優化、靈活性的提高等方面;此外,每年的運營時數(產能利用情況)對于綠氨的生產成本方面也發揮著關鍵作用。就全球平均水平來看,綠氨的生產成本目前在每噸就全球平均水平來看,綠氨的生產成本目前在每噸720-1400美元美元之間,到之間,到2050年將降至每噸年將降至每噸310-610美元。美元?,F有的氨廠可利用現有的基礎設施進行化石氨和綠氨的聯合生產以降低成本,但需注意對相關的工藝進行改造并配備一定的儲能設施以及完全綠氨的認證問題;對于這種聯產工廠,其綠氨的成本到2025年估計為每噸300-400美元,到2040年有望降至每噸250美元左右。0200400600800
59、1000120014002020203020402050綠綠氨氨灰灰氨氨數據來源:國際可再生能源署(IRENA)2023.11 Sixsigma R綠氨的制備成本與經濟性分析中國綠氨經濟性競爭力可期,制備成本有望在2050前后降至240美元/噸中國綠氨制備成本預測及評估中國綠氨制備成本預測及評估左圖為國際能源署針對可持續發展情景下,2050年中國通過風能和太陽能光伏的最佳組合進行電解生產氨的成本預測情況,在風光資源豐在風光資源豐富的中國中西部,綠氨制備成本有望在富的中國中西部,綠氨制備成本有望在2050年前后降低至年前后降低至240美元美元/噸。噸。主要成本假設(包括EPC):太陽能光伏資本支
60、出=280美元/kW風能資本支出=930美元/kW電解槽支出=405美元/kW太陽能光伏太陽能光伏NH3 合成成本下降風能風能電解槽成本電解槽成本綠氫制備成本綠氫制備成本合成工藝及運營合成工藝及運營-降能耗、提升靈活性降能耗、提升靈活性清潔電力投資成本電解設備成本中國的傳統合成灰氨價格受煤炭石油大宗價格及市場供需影響較大,2017-2021年市場均價在2768-3470元/t,2022年上半年市場均價飆升至在3758-5110元/t之間,至2023年10月合成氨價格圍繞2500-3500元/噸區間震蕩。而在綠電電價0.3元/kW h水平時,國內綠氨成本約為4500-5000元/t;電價為0.2
61、元/kW h水平時,綠氨成本約為3500元/t,在碳稅在碳稅、政策端的壓力下政策端的壓力下,綠氨與灰氨相比已擁有一定的競爭力綠氨與灰氨相比已擁有一定的競爭力。數據來源:國際能源署(IEA)2023.11 Sixsigma R綠氨的制備成本與經濟性分析隨著綠電價格降低與碳價影響的疊加,綠氨具有一定經濟性的競爭力與市場經濟效益綠氨作為原料的經濟性分析:綠氨作為原料的經濟性分析:受制于中國“富煤、貧油、少氣”的能源稟賦,中國化石能源制氨以煤制氨為主,中國煤制氨的噸產品碳排放量約為4.2t,在煤炭價格800元/t時,煤制合成氨的生產成本價約為2200元/t(不含碳價影響);從合成氨的市場售價方面來看,
62、合成氨價格主要受煤炭價格波動的影響:2021 年前基本在 3200 元/t上下小幅波動;2021年開始隨著煤炭不斷漲價,中國合成氨價格逐漸攀升,最高達到 5300 元/t;2023年來,合成氨價格又快速回落,當前液氨主產區處于 3000 元/t 的市場價水平。數據來源:國家能源投資集團-國能經濟技術研究院、云道資本自主測算2452262030403460388043302275(0.1)2643(0.13)3563(0.2)7083(0.47)100020003000400050006000700060100200300400500噸灰氨成本噸綠氨成本(綠電電價,元/kWh)當碳價在60500
63、元/t 范圍變化時,灰氨的總成本為24524300元/t;而新能源成本電價 0.13元/kWh 對應的綠氨成本為 2643元,與碳價為100元/t 對應的灰氨生產成本相當。所以,隨著綠電價隨著綠電價格的降低與碳價影響的疊加格的降低與碳價影響的疊加,綠綠氨與灰氨相比是具有經濟性的競氨與灰氨相比是具有經濟性的競爭力與市場經濟效益的爭力與市場經濟效益的。綠氨考慮減碳效益與灰氨的競爭力對比(元綠氨考慮減碳效益與灰氨的競爭力對比(元/噸)噸)碳價碳價2023.11 Sixsigma R綠氨的制備成本與經濟性分析氨在發電摻燒場景中短期內不具備經濟性競爭力,主要依靠政策驅動替代燃煤發電綠氨作為發電摻燒燃料的
64、經濟性分析:綠氨作為發電摻燒燃料的經濟性分析:中國國家能源集團燃煤鍋爐混氨燃燒技術在國際上首次實現 40MW 等級燃煤鍋爐氨混燃比例為 35%的中試驗證,研究已初步表明,燃煤鍋爐混氨燃燒對機組運行的影響很小,燃料燃盡和氮氧化物排放可優于燃煤工況。合肥綜合性國家科學中心能源研究院、安徽省能源集團有限公司,在皖能電力所屬的皖能銅陵發電有限公司300MW 燃煤機組中,大比例摻氨燃燒試驗實現了最高摻氨 35%的平穩運行,氨燃盡率達到 99.99%,氨逃逸率低于 2mg/m3,氮氧化物濃度可控可降,鍋爐效率與燃煤工況相當。氨作為燃煤摻氨發電用的燃料時,噸氨熱值對應的標煤量約為0.64t,碳排1.65t。
65、在綠電價格為0.1元/kWh時,綠氨的全成本為2275元/t(考慮稅價),只有當標煤價達到2500元/t、且碳價為500元/t 時,與噸氨熱值對應的標煤價和碳價之和 2414 元/t;故燃煤摻氨在短期內尚不具備經濟性方面燃煤摻氨在短期內尚不具備經濟性方面的競爭力的競爭力,短期內主要依賴政策驅動短期內主要依賴政策驅動。數據來源:國家能源投資集團-國能經濟技術研究院、云道資本自主測算綠氨作為電廠燃料情景下考慮減碳效益與煤炭的競爭力對比綠氨作為電廠燃料情景下考慮減碳效益與煤炭的競爭力對比2275(0.1)2643(0.13)3563(0.2)7083(0.47)0100020003000400050
66、00600070008000500400300200噸綠氨成本(綠電電價,元/kWh)碳價碳價標煤價2500元/噸2023.11 Sixsigma R綠氨作為航運用燃料的經濟性分析:綠氨作為航運用燃料的經濟性分析:2022年,國際海事組織 IMO 根據噸位5000噸以上的國際貿易用船舶消耗情況推測出全球的燃油需求總量約2.189億噸,如考慮進5000噸以下與國內航運的需求量,該數字還會有一定幅度增長。2.189億噸的燃油按熱值折算,對應綠色甲醇約為5億噸、綠氨約為綠氨約為5.3億噸億噸,綠氨在遠洋航運場綠氨在遠洋航運場景潛在應用空間巨大景潛在應用空間巨大。減排降碳:減排降碳:液氨燃燒不產生 C
67、O2,屬于零碳燃料,具備減排潛力;而甲醇的碳排僅略低于燃油,會導致大量的碳排;體積及效率:體積及效率:為了獲取等量的熱值,液氨容積是燃料油容積的3.2 倍,質量是燃料油質量的 2.35 倍;而甲醇容積是燃料油容積的2.4倍,甲醇質量是燃料油質量的2.26倍;雖然從這些指標看甲醇略優于液氨,但在相同載貨量下,甲醇船比傳統燃料油船自重更大,需要消耗大量燃料,會導致排放大量的碳排問題;而液氨則無此問題;綜合來看綜合來看,液氨相較于甲醇是更為理想的航運燃料液氨相較于甲醇是更為理想的航運燃料。航運燃料:氨航運燃料:氨VS 甲醇甲醇項目燃料油甲醇液氨甲醇/燃料油液氨/燃料油碳含量碳含量86.3%37.5%
68、00.430低位熱值低位熱值MJ/kg43-4619.618.60.43-0.470.4-0.43密度密度Kg/m8407916170.940.74CO2排放因子排放因子Kg/GJ73.6-68.870.200.990體積因子體積因子M /GJ0.0277-0.02590.0650.0872.3-2.53.1-3.3綠氨的制備成本與經濟性分析綠氨作為零碳的船用替代燃料,經濟性上與傳統燃油相比擁有較強的競爭力數據來源:國家能源投資集團-國能經濟技術研究院、云道資本自主測算2023.11 Sixsigma R2275(0.1)2643(0.13)3563(0.2)7083(0.47)1000200
69、03000400050006000700060100200300400500噸綠氨成本(綠電電價,元/kWh)5000元/噸(噸氨熱值對應的燃油價與碳價之和)10000元/噸(噸氨熱值對應的燃油價與碳價之和)綠氨的制備成本與經濟性分析綠氨作為零碳的船用替代燃料,經濟性上與傳統燃油相比擁有較強的競爭力數據來源:國家能源投資集團-國能經濟技術研究院、云道資本自主測算綠氨作為航運用燃料的經濟性分析:綠氨作為航運用燃料的經濟性分析:綠氨作為船用燃料情景下考慮減碳效益與燃料油的競爭力對比綠氨作為船用燃料情景下考慮減碳效益與燃料油的競爭力對比作為船用燃料,與噸氨熱值對應的燃油量為0.418t,排放 CO2
70、1.33t;在燃油價為5000元/t、碳價從60500元/t變化時,與噸氨熱值對應的燃油價和碳價之和為21702756元/t;新能源成本電價0.1元/kWh 對應綠氨成本為2275元,與碳價為100元/t對應的噸氨熱值對應的燃料油價和碳價之和相當;新能源成本電價0.13元/kWh對應綠氨成本,與碳價為400元/t對應的噸氨熱值對應的燃油價和碳價之和相當。整體來看,在綠電價格0.10.2元/kWh 時,綠氨成本處于燃料油價格50007000元區間競爭范圍內。綜上綜上,綠綠氨作為零碳減排的替代船用燃料路線氨作為零碳減排的替代船用燃料路線,與傳統燃油相比與傳統燃油相比也是具有一定的經濟競爭力的也是具
71、有一定的經濟競爭力的。綠氨的政策環境與產業進展綠氨的政策環境與產業進展Part 6全球范圍來看,各國家及地區關于綠氨的鼓勵性政策持續出臺,全球規劃中的綠氨產能已超7000萬噸;細分地區來看,澳洲及中東有望憑借最成熟、規模最大的合成氨產業基礎以及豐富的風光資源成為未來全球最大的綠氨生產中心,日韓則為綠氨政策確定性最強的地區2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展中國綠氫制氨、氫氨融合發展是中國氫能發展、工業降碳的確定性路徑時間政策文件名稱相關內容2022.1“十四五”新型儲能發展實施方案拓展氫氫(氨氨)儲能應用領域儲能應用領域,開展依托可再生能源制氫(氨)的儲能試點示范,滿足
72、長周期、多時間尺度的儲能應用需求;2022.2高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南優化合成氨合成氨原料結構,增加綠氫原料比例;加強可再生能源生產氨可再生能源生產氨技術研究,降低合成氨生產過程碳排放;2022.2合成氨行業節能降碳改造升級實施指南合成氨行業節能降碳改造,可開展綠色低碳能源制合成氨技術綠色低碳能源制合成氨技術研究和示范;2022.3氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)積極引導合成氨等行業由高碳工藝向低碳工藝向低碳工藝轉變,促進高耗能行業綠色低碳發展,探索開展可再生能源制氫在合成氨等行業替代化石能源可再生能源制氫在合成氨等行業替代化石能源的示范;2022.4國家重點研
73、發計劃“先進結構與復合材料”等重點專項2022年度項目申報指南提出包括分布式氨分解制氫技術分布式氨分解制氫技術與灌裝母站集成、氨燃料電池到摻氨清潔高效燃燒等與氨有關的技術;2022.8工業領域碳達峰實施方案擴大綠色低碳產品供給。大力發展綠色智能船舶,加強船用混合動力LNG動力、電池動力、氨燃料、氨燃料、氫燃料等低碳清潔能源裝備研發;2023.10國家能源局關于組織開展可再生能源發展試點示范的通知海上能源島示范。海上能源島示范。主要支持結合海上風電海上風電開發建設,融合區域儲能、制氫、海水淡化、海洋養殖等發展需求,探索推進具有海上能源資源供給轉換樞紐特征的海上能源島建設,建設包括但不限于海上風電
74、、海上風電、海上光伏、海洋能、制氫(氨、制氫(氨、甲醇)、儲能等多種能源資源轉換利用一體化設施;中國綠氨相關政策持續推出,綠氫制氨、氫氨融合發展是中國氫能發展、工業降碳的確定性路徑;確定性路徑;綠氨在作為無碳燃料發電、氫儲能、海上風作為無碳燃料發電、氫儲能、海上風電消納等場景電消納等場景擁有巨大潛在應用市場。數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展中國近兩年已開建二十余個綠氨合成示范項目,規劃綠氨年產能超400萬噸序號項目方主導方地點項目備案/啟動時間項目規模1風光制氫與綠色靈活化工一體化綠氫制綠氨項目國家電投內蒙古-包頭2022年3月10萬噸綠氨項目
75、萬噸綠氨項目,主要包括200兆瓦風電、200兆瓦光伏,預計年發電量12.5億千瓦時;采用風光電解制氫,年制氫1.78萬噸;再以氫氣和氮氣為原料合成液氨產品,年產再以氫氣和氮氣為原料合成液氨產品,年產10萬噸。萬噸。2大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目國家電投吉林大安2022年10月總投資63.32億元,安裝PEM制氫設備50套,堿液制氫設備36套,制氫能力46000Nm3/h,儲氫裝置60000Nm3氫氣,1套套18萬噸合成氨裝置。萬噸合成氨裝置。3國際氫能冶金化工產業示范區新能源制氫聯產無碳燃料項目明拓集團內蒙古-包頭2022年4月規劃建設500萬千瓦風力發電、150萬千瓦光伏發電和30萬噸
76、電解水制綠氫項目;2*55萬噸直接還原鐵和80萬噸鐵素體不銹鋼綠色冶金項目以及120萬噸綠氨化工項目。萬噸綠氨化工項目。4烏拉特中旗甘其毛都口岸加工園區風光氫氨一體化新型儲能示范項目國家能源集團內蒙古-興安2022年7月計劃總投資23.54億元,配套規劃新能源裝機容量110萬千瓦,其中風電80萬千瓦,光伏30萬千瓦。利用風光發電分解水制取高品質氫氣,再用于生產生產30萬噸綠氨,萬噸綠氨,供蒙西地區工業園區化工生產使用。5風光儲氫制綠氨項目北京能源內蒙古-多倫2022年8月合力推進風光儲氫制綠氨項目實施進程,利用錫林郭勒盟南部區域可再生能源資源生產綠電并電解制綠氫,綠氫轉化為綠氨綠氫轉化為綠氨后
77、供應國內外市場。項目建成后,預計電解制氫規模日產300噸,年產綠氨規模達年產綠氨規模達60萬噸。萬噸。6中國能建遼寧臺安縣新能源制氫制氨項目中國能建遼寧-鐵嶺2022年11月年產5.6萬噸電解水制氫、30萬噸綠氫制綠氨,萬噸綠氫制綠氨,總規劃投資額108.85億元。7甘肅酒泉風光氫儲及氫能綜合利用一體化示范工程中國能建甘肅-酒泉2022年12月綠氫年產量1.7萬噸、綠色合成氨年產量綠色合成氨年產量3.9萬噸萬噸以及配套工程,總投資76.25億元,其中一期規劃建設高壓氣態氫年產7000噸、液氫年產量330噸、合成氨裝機2萬噸并配套建設風電85兆瓦、光伏130兆瓦,一期投資23億元。8蘭州新區氫能
78、產業園項目(一期)中國能建甘肅-蘭州2022年8月項目一期總投資30億元,主要建設年產2萬噸制氫能力和10萬標方儲氫能力的綠氫供應基地,以年產6萬噸綠氨萬噸綠氨和氫能交通應用為核心的示范應用中心,以年產3000套氫燃料電池系統為核心的氫能裝備制造中心等。9松原氫能產業園(綠色氫氨一體化)項目中國能建吉林-松原2023年3月開工項目總投資296億元,建設新能源發電制氫和綠氫合成氨一體化項目,年產綠色合成氨合成氨60萬噸;萬噸;配套建設年產50臺套1000Nm3/h堿性電解水裝備生產線和4座綜合加能站。一期工程投資105億元,建設建設20萬噸綠氫合成氨萬噸綠氫合成氨,包括:85萬千瓦直供電新能源,
79、電化學儲能,年產3.7萬噸電解水制氫裝置、20萬噸級低壓合成氨裝置、萬噸級低壓合成氨裝置、空分裝置及公輔設施。中國近兩年(中國近兩年(2022.1-2023.9)投建的綠氨示范項目梳理:)投建的綠氨示范項目梳理:數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R序號項目方主導方地點項目備案/啟動時間項目規模10綠電制氫與年產20萬噸綠氨及燃料電池產業研究院一體化示范項目廣東省能源集團陜西-榆林2023年2月投資52.8億元,擬建設60000m/h電解水制氫項目、一座500kg/日示范加氫站、20萬噸萬噸/年綠色合成氨項目、年綠色合成氨項目、燃料電池產業研究院及電池儲能系統制造等多個項目
80、。11三一重能烏拉特中旗風光氫儲氨一體化示范項目三一重能內蒙古-興安2023年4月項目總投資42.7億元,建設400MW風電、100MW光伏、電化學儲能建設40MW/80MWh,年生產綠氫3.6萬噸、綠氨綠氨15萬噸。萬噸。12深能北方鄂托克旗風光制氫一體化合成綠氨項目深能北方內蒙古-鄂托克旗2023年6月該項目總投資38億元,新建年產2萬噸綠氫電解水制氫站及配套的500兆瓦風力發電場和長約60公里220千瓦輸電線路工程;新建5兆瓦離網光伏發電柔性直流制氫科技創新項目;下游新建配套年產下游新建配套年產15萬噸綠氫萬噸綠氫合成氨裝置及加氫加油加氣充電樁綜合站一座。合成氨裝置及加氫加油加氣充電樁綜
81、合站一座。13中煤離網型風光制氫合成綠氨技術示范項目中煤集團內蒙古-鄂爾多斯2023年6月規劃建設50萬噸萬噸/年離網型風光制氫合成綠氨,年離網型風光制氫合成綠氨,項目總投資約245億元,計劃2024年4月開工建設,2026年3月全面投產,規劃制氫產能9萬噸/年。14國能阿拉善高新區百萬千瓦風光氫氨+基礎設施一體化低碳園區示范項目國家能源集團內蒙古-阿拉善2023年7月配套配套14萬噸綠氫合成氨項目。萬噸綠氫合成氨項目。該項目總投資50.8225億元,擬建電解水制氫5.2萬Nm3/h,1座空壓制氮站,14萬噸綠氫制綠氨裝置。15中核科右前旗風儲制氫制氨一體化示范項目中核集團內蒙古-科右前旗20
82、23年7月該項目總投資45億元,建設500MW風電、電化學儲能50MW/100MWh,儲氫27.5萬標方,年生產綠氫2.16萬噸,下游生產綠氨。下游生產綠氨。16遠景通遼風光制氫氨醇一體化項目遠景集團內蒙古-通遼2023年8月該項目總投資98.4億元,計劃分三期建設300000Nm/h電解水制綠氫裝置,60萬噸/年綠氫制合成氨裝置及30萬噸/年綠甲醇裝置。17中船通遼市50萬千瓦風電制氫制氨一體化示范項目制氫制氨項目中船集團內蒙古-通遼2023年9月總投資20.5億元,風電場規劃總容量50萬千瓦,項目年制氫量約2.26萬噸,全部用于制氨,年產年產12.83萬噸合成綠氨。萬噸合成綠氨。18張掖綠
83、氫合成氨一體化示范項目中國能建甘肅-張掖2023年9月項目總投資4.8億元,建設4000標方每小時電解水制氫站、年產約年產約1.6萬萬噸合成氨工廠噸合成氨工廠以及相關附屬設施。綠氨的政策環境與產業進展中國近兩年已開建二十余個綠氨合成示范項目,規劃綠氨年產能超400萬噸數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展日本綠氨是其可再生能源發展及社會化應用方向的首要選擇,綠氨進口需求強日本由于可再生能源較貧乏,電力行業脫碳需要依靠一方面大力發展可再生能源,另一方面則通過將氨與煤炭進行混燒,并逐步提高氨比例,最終實現氨純燒發電。第六次能源基本計劃已明確提出在2030
84、年前實現燃煤摻燒20%氨的目標,要實現該目標未來需要大量進口綠氨或藍氨。未來需要大量進口綠氨或藍氨。0%5%10%15%20%25%30%日本德國美國加拿大意大利法國英國七國集團七國集團 燃煤火電占比情況燃煤火電占比情況與其他發達國家相比,日本的電力結構對于燃煤火電的依賴程度更高與其他發達國家相比,日本的電力結構對于燃煤火電的依賴程度更高德國可再生能源在電力供應結構占比在21年已經達到42%,日本則僅有22%;德國計劃通過迅速增加可再生能源的比例來實現電力系統脫碳,于2022年淘汰核電,于2030年淘汰燃煤火電;日本不能像德國或者中國那樣大規模引進可再生能源,同時發電成本也無法降低,因此明確了
85、“通過可再生能源淘汰燃煤火電”行不通。因此明確了“通過可再生能源淘汰燃煤火電”行不通。因此日本式的解決方法除了推廣可再生能源,還需要采取其他措施,即把氨作即把氨作為燃煤與煤炭混燒,并逐步提高摻氨比例,最終實現氨專燒發電。為燃煤與煤炭混燒,并逐步提高摻氨比例,最終實現氨專燒發電。目前,用于火力發電的燃料氨成本的確很高。日本綜合資源會議上表示目前,1標方氫氣熱量當量的各燃料的價格分別是:煤炭約為7日元(約合0.35人民幣),LNG約為13日元(約合0.64人民幣),而灰氨約為20日元(約合0.99人民幣)。為縮小與現有燃料的成本差距,日本支持開發清潔氨電解合成技術以取代“哈日本支持開發清潔氨電解合
86、成技術以取代“哈伯伯-博世”工藝。另一方面加強與如澳大利亞等氨資源大國的合作,打造低成本、博世”工藝。另一方面加強與如澳大利亞等氨資源大國的合作,打造低成本、低價格的供應鏈。低價格的供應鏈。2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展日本綠氨是其可再生能源發展及社會化應用方向的首要選擇,綠氨進口需求強20212022202320242025203020402050發電領域航運領域儲存容器碼頭港口開展摻燒和純燒氨的科學基礎研究提高摻燒比例和純燒氨的示范試驗啟動純燒氨開展摻燒和純燒氨的科學基礎研究推廣與應用應用端供給端摻燒20%的氨的燃煤電站試驗氨燃料裝置的改造啟動燃煤摻燒20%氨
87、提高燃煤摻氨比例在亞洲范圍內發展推廣氨摻燒增加氨供應的可行性研究發展氨供應鏈(財政補貼等)商業擴展將燃料氨供應給亞洲其他國家增加氨儲存容器及相應輔助設備的規模商業擴張修訂氨儲運的技術標準發展氨儲運的碼頭設施日本在對外上形成資源豐富的多邊國家合作協議,同時在國內達成對氨燃料重要性的廣泛共識。日本經濟產業省的中期報告中涵蓋了包括氨能、氫能、海上風電、蓄電池、核能、碳捕集和回收、可持續航空燃料等諸多范疇,其中位列名單之首的便是氨能,氨能的發展與規?;瘧蹦艿陌l展與規?;瘧每梢哉f是日本政府在可再生能源發展及社會化應用方向的首要事項。用可以說是日本政府在可再生能源發展及社會化應用方向的首要事項。日本政
88、府氨能發展規劃概覽日本政府氨能發展規劃概覽數據來源:日本經濟產業?。∕ETI),國家能源科技資源中心,畢馬威時間線2023.11 Sixsigma R宣布力求打造全球第一大全球第一大氫氣和氨氣發電國,氫氣和氨氣發電國,并投入400 億韓元用于有關基礎設施建設該年作為氫氣氫氣-氨氣發電元氨氣發電元年年,并制定發展計劃和路線圖推 動氫氣氨氣混合發電氫氣氨氣混合發電技術的商用化商用化實現氨燃料發電商業化氨燃料發電商業化,并將氨的比例提高到3.6%;在火電原料中包在火電原料中包含含20%的氨,的氨,并至少有24 個煤電個煤電廠廠來燃燒這種燃料組合公布了將氫和氨引入火力將氫和氨引入火力發電燃料組合發電燃
89、料組合的方案開展無碳環保氨氣發電技無碳環保氨氣發電技術聯合研發,術聯合研發,斗山重工、現代重工和樂天精密化學等企業將參與合作完成將氨作為無碳發電燃氨作為無碳發電燃料料的研究和測試地方天然氣火電廠將使用液化天然氣和30%的氨氣的氨氣作為燃料作為燃料綠氨的政策環境與產業進展韓國氫氨混合發電技術為先,力求打造全球第一大氫氣和氨氣發電國20202021202220232024202720302035韓國政府氨能發展規劃概覽韓國政府氨能發展規劃概覽韓政府宣布將2022年作為氫氣氨氣發電元年年作為氫氣氨氣發電元年,并制定發展計劃和路線圖,力求打造全球第一大氫氣和氨氣發電國。全球第一大氫氣和氨氣發電國。政府
90、將投入400億韓元用于有關設備基礎設施建設,并于2023年前制定“氫氣和氨氣發電指南”,推廣有關技術在LNG發電站使用。為推動氫氣氨氣混合發電技術發展,韓國加強電力國企和民企合作,開展無碳環保氨氣發電技術聯合研發,斗山重工、現代重工和樂天精密化學等企業將參與合作。此外,韓國南部發電計劃2023年起利用氫氣氨氣混合發電技術,氫氣氨氣混合發電技術,并在2024年后推動氫氣氨氣混合發電技術商用化。氫氣氨氣混合發電技術商用化。數據來源:韓國產業通商資源部,畢馬威2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展澳大利亞、中東:氨產業基礎與風光條件發達,有望成為未來全球最大綠氨生產中心澳大利亞
91、:澳大利亞:年均生產大約1.75億噸氨,是全球的主要氨生產供應國家,其中大部分用于合成肥料。進展案例:澳大利亞已和韓國合作建立進展案例:澳大利亞已和韓國合作建立180萬噸綠色氨綠色能源走廊萬噸綠色氨綠色能源走廊澳大利亞向韓國出口綠色氨的首批重大項目,組建的韓澳氫聯盟由澳大利亞的方舟能源(Ark Energy)及其母公司Korea Zinc、韓華Impact和SK Gas等韓國企業組成。澳方的北昆士蘭擬議的大型項目每年將生產高達180萬噸的綠色氨,并將支持方舟能源公司Collinsville綠色能源中心高達4.5GW的可再生能源項目建設。大力發展氨在遠洋航運遠洋航運場景的應用為氨動力船舶稅收開設
92、安全培訓課程行業和政府共同出資設立氨生產技術研發中心氨生產技術研發中心持續推動氨相關技術的發展迭代與日本、韓國和新加坡等國建立綠氨有關的能源安全合作日本、韓國和新加坡等國建立綠氨有關的能源安全合作加強氨能的多邊合作關系建設加強政府與行業政府與行業之間的合作關系發揮好政府與行業在氨能發展中的作用澳大利亞政府綠氨政策重點方向:澳大利亞政府綠氨政策重點方向:中東:中東:各國積極布局綠氨產業,將其作為能源轉型的重要技術路徑:沙特:沙特:沙特阿美目標是到2030年藍氨產量達到1100萬噸/年。其子公司沙特基礎工業公司(SABIC)正在利用其基礎設施生產藍氨,藍氨,以幫助滿足全球對可持續解決方案日阿聯酋:
93、阿聯酋:目前,阿布扎比化工衍生品公司(Taziz)牽動了至少50億美元億美元相關投資。Taziz公司目前處于開發階段阿曼阿曼國有能源公司OQ在與美國空氣產品公司和ACWA電力公司積極合作推進的綠氫和綠氨項目。綠氫和綠氨項目。益增長的需求。此外,沙特阿美聯合美國空氣產品公司等在沙特投資50億美元的旗艦項目億美元的旗艦項目NEOM綠氫綠氫/綠氨項目綠氨項目已進入全面執行階段,計劃于2026年投產。的主要項目,是與Fertiglobe、三井商事和GS能源公司合作的一個世界級規模的藍色氨廠藍色氨廠。三井商事和GS能源公司計劃從該工廠購買大量低碳氨,以滿足日本和韓國日本和韓國日益增長的需求。印度清潔技術
94、公司ACME和挪威可再生能源生產商Scatec也正計劃在阿曼杜庫姆經濟特區建設綠氨項目。該項目第一階段將生產10萬噸/年綠氨,第二階段完成后該項目綠氨總產能預計將提高到110萬噸/年。數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R2021年,全球最大氨生產商挪威全球最大氨生產商挪威Yara國際公司國際公司與挪威可再生能源巨頭挪威可再生能源巨頭Statkraft以及可再生能源投資公司可再生能源投資公司AkerHorizons宣布要在挪威建立歐洲第一個大規模的綠色氨項目;2022年,??松梨诎?松梨谂c3家綠色能源科技公司簽署合作備忘錄,計劃在其位于挪威斯拉根的港口設施啟動綠氨和綠氫
95、生產項目研究,將斯拉根港打造為綠氨和綠氫生產銷售樞紐;2022年,日本三菱公司日本三菱公司正推進在美國得克薩斯州建立世界上最大的氨氣生產設施之一,還考慮與殼牌殼牌在加拿大合作一個氨生產項目;2022年,德國能源巨頭尤尼珀公司德國能源巨頭尤尼珀公司和意昂集團意昂集團宣布,均與加拿大恒風公司合作,確定未來將每年從加拿大進口100萬噸綠氨,加拿大恒風公司正在積極推進的綠氨綠氫項目預計2025年初投產目前國際能源巨頭均在積極布局著綠色氫氨項目,當前全球已布局超過全球已布局超過60個成規模的綠氨項目個成規模的綠氨項目:如美國能源部 REFUEL計劃、智利 Trammo100萬噸綠氨項目、丹麥5000噸綠
96、氨示范項目、葡萄牙綠/綠氨項目、澳大利亞AREH項目等西門子能源公司西門子能源公司在2018年便開始布局了綠氨項目,并在英國盧瑟福阿普爾頓實驗室設計并建造了世界上第一個可世界上第一個可逆綠氨示范工廠,逆綠氨示范工廠,使用較為成熟的哈伯工藝法,證明了該技術路線的可行性美國空氣產品公司(美國空氣產品公司(AP)近兩年在綠色制氨方面進行了超大規模投資和布局。2020 年與沙特國際電力和水務公沙特國際電力和水務公司和司和NEOM 新城新城簽署全球最大無碳氫項目,并聯合托普索公司(托普索公司(Topsoe)將生產出口到全球市場的綠色氨出口到全球市場的綠色氨綠氨的政策環境與產業進展產業端看,目前已有60余
97、個項目落地,各國能源巨頭企業積極布局綠氨市場數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R位置主導企業開始時間規模(萬噸/年)電解技術電力來源佩魯Enaex19651ALK水電新西蘭Balance Agri-Nutrients,Hiringa Energy20210.5/(未披露)風能西班牙Fertiberia,Iberdrola20212025(二期)0.615.7(二期)/太陽能、電池阿曼ACME,Tatweer2021待定待定77/太陽能澳大利亞H2U,Mitsubishi,Government of South Africa,ThyssenKrupp2022待定470.51
98、41ALK風能、太陽能挪威Yara20222025-20260.550ALK水電丹麥Skovgaard Invest,Vestas,Haldor Tops e20220.5/海上風電、太陽能日本Tsubame BHB 2022待定/風能、太陽能摩洛哥Fusion Fuel202618.3PEM風能、太陽能澳大利亞Yara2023202620282030 0.84.8-164880AlK or PEM海上風電、太陽能位置主導企業開始時間規模(萬噸/年)電解技術電力來源美國CF Industries,ThyssenKrupp202320/網電西班牙Fertibaria,Iberdola202320
99、276.210/太陽能德國Haldor Tops e,Aquamarine202410.5SOEC海上風電荷蘭Yara,rsted2024-20257.5ALK海上風電智利Enaex,ENGIE202420301.8 70/太陽能阿聯酋KIZAD,Helios Industry20242026420ALK太陽能沙特NEOM,Air Products,ACWA Power2025120ALK海上風電、太陽能挪威Varanger Kraft20259/Wind澳大利亞Origin202542/(未披露)澳大利亞H2U2025175/澳大利亞Fortescu202525/肯尼亞Maire Tecni
100、mont20254.5/太陽能,地熱國際可再生能源署統計的全球(不含中國)投入國際可再生能源署統計的全球(不含中國)投入運營運營/規劃中規劃中的綠氨項目統計清單(的綠氨項目統計清單(2022年),產能合計超年),產能合計超7000萬噸:萬噸:綠氨的政策環境與產業進展全球各國積極布局綠氨示范項目,規劃中的綠氨產能已超7000萬噸數據來源:國際可再生能源署(IRENA)、云道資本整理2023.11 Sixsigma R位置主導企業開始時間規模(萬噸/年)電解技術電力來源挪威Grieg Edge,Arendals Fossekompan2025待定/風電加拿大Hy2Gen202518.3ALK 或
101、PEM水電智利AustriaEnergy,kowind2026前待定待定85-100/海上風電丹麥Copenhagen Infrastructure Partners,Maersk,DFDS202665/海上風電阿曼DEME Concessions,OQ2026待定1552/風電、太陽能澳大利亞InterContinental Energy20302035300990ALK、PEM、SOEC海上風電、太陽能澳大利亞MRHP,Copenhagen Infrastructure Partners2028190PEM海上風電、太陽能阿曼OQ,InterContinental Energy,EnerT
102、ech20282038待定950-1140/海上風電、太陽能澳大利亞Province Resources,Total-Eren2030前240/海上風電、太陽能澳大利亞Austrom Hydrogen待定112.5/太陽能澳大利亞InterContinental Energy待定2000/澳大利亞Dyno Nobel,Incitec Pivot待定6/太陽能丹麥Energifonden Skive待定待定/風電位置主導企業開始時間規模(萬噸/年)電解技術電力來源澳大利亞Queensland Nitrates,Incitec Pivot,Wesfarmers JV,Neoen,Worley待定2
103、/海上風電、太陽能澳大利亞待定待定17-45/澳大利亞BP,GHD,ARENA待定2100/風電、太陽能澳大利亞HyEnergy待定30/海上風電、太陽能澳大利亞Countrywide Energy,Glenelg Shire Council,Port of Portland待定5.6/蘇格蘭Eneus Energy待定0.7/風電老撾Tsubame BHB待定待定/水電阿聯酋TAQA Group,Abu Dhabi Ports待定120/太陽能挪威Horisont Energi待定/風能毛里塔尼亞CWP待定1142.5/風電、太陽能埃及ThyssenKrupp待定待定/巴西AmmPower待
104、定待定/美國Maire Tecnimont待定8.4/海上風電、太陽能國際可再生能源署統計的全球(不含中國)投入國際可再生能源署統計的全球(不含中國)投入運營運營/規劃中規劃中的綠氨項目統計清單(的綠氨項目統計清單(2022年),產能合計超年),產能合計超7000萬噸:萬噸:綠氨的政策環境與產業進展全球各國積極布局綠氨示范項目,規劃中的綠氨產能已超7000萬噸數據來源:國際可再生能源署(IRENA)、云道資本整理2023.11 Sixsigma R綠氨的政策環境與產業進展綠氨有望在澳洲、中東、東亞率先起量,海上風電將成為其主要的綠電供應方式之一全球綠氨產能規劃分布示意圖全球綠氨產能規劃分布示意圖澳洲中東非洲亞洲歐洲南美北美全球綠氨產能規劃分布全球綠氨產能規劃分布7000萬噸+綠氨清潔能源供給方式綠氨清潔能源供給方式的綠氨項目50%+的綠氨產能能源供給涉及到“海上風電”“海上風電”數據來源:云道資本整理2023.11 Sixsigma R版權及法律聲明2023中國綠氨產業研究與前景展望2023.11 Sixsigma R關于云道云道資本|云點道林中國新能源領域領先的精品投資銀行與產業研究機構2023.11 Sixsigma R關于 合肥綜合性國家科學中心能源研究院合肥綜合性國家科學中心能源研究院中國能源領域的一流大型綜合型研究基地