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定价7900+元/吨!全球首单绿氨落地!什么是绿氨?

来源: 更新:2024-07-26 21:51:25 作者: 浏览:569次
7月11日,化肥集团OCI与阿布扎比国有石油公司ADNOC的合资企业Fertiglobe中标德国氢衍生物进口计划下的首个绿色氨合同,将以每吨811欧元(包括运输和进口成本,则每吨1000欧元,约合人民币7927元/吨)的可再生氨价格运往西北欧。
在碳达峰、碳中和的世纪热潮中,世界各国都在积极寻找下一代能源技术,绿氨正在成为近期全球关注的焦点。相较于氢,氨由于其在储存和运输方面的明显优势,正在从最传统的农业化肥领域向能源领域拓展。
荷兰特温特大学法里亚专家表示,随着碳价上涨,绿氨可能是液体燃料未来的王者。
那么,绿氨到底是什么?发展现状如何?有哪些应用场景?是否具有经济性?
 
01 绿氨及其发展现状

氢气是氨的主要生产原料,因此根据制氢过程中碳排放量的不同,也可以将氨进行颜色分类为以下四种类别:

灰氨:使用传统化石能源(天然气和煤) 制成。

蓝氨:原料氢由化石燃料提炼而来, 但在提炼过程采用碳捕捉和封存技术。

蓝绿氨:甲烷热解过程将甲烷分解为氢和碳。使用绿电将该过程中回收到的氢气做为原料制氨。

绿氨通过风能、太阳能等可再生能源发电所产生的绿电电解水产生氢气,再由空气中的氮气和氢气合成氨。

由于绿氨燃烧后生成氮气和水,不产生二氧化碳,绿氨被认为是“零碳”燃料,是未来重要的清洁能源之一。

全球绿氨市场目前仍处于起步阶段,从全球范围来看,2021年绿氨市场规模约3600万美元,2030年预计将达到54.8亿美元,年均复合增长率高达74.8%,潜力可观。云道资本预计:2030年全球绿氨年产量将超过2000万吨;2050年将超5.6亿吨,占全球氨产量的80%以上。

截至2023年9月,全球已布局超过60个绿氨项目,规划总产能超过3500万吨/年。海外绿氨项目主要分布在澳大利亚、南美、欧洲和中东。

2024年来,国内绿氨产业发展高歌猛进,据不完全统计,2024年以来,有超过20个绿色氢氨项目有所推进,远景科技集团、中能建、国电投、国家能源集团等在推进绿氨项目总投资近2000亿元,未来将会释放大量的绿氨产能。

02 绿氨的应用场景

绿氨作为清洁能源,未来应用场景多种多样,除了传统的农业和工业用途外,还主要包括掺混发电、航运燃料、固碳、储氢等领域。

1、航运业

海运产生的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的3%至4%。国际海事组织2018年通过了温室气体减排初步战略,提出到2030年全球海运碳排放与2008年相比至少下降40%,力争到2050年下降70%。为实现航运业的减碳脱碳,清洁燃料替代化石能源是最具潜力的技术手段。

航运业内普遍认为,绿氨是未来航运业脱碳的主力燃料之一。

英国劳氏船级社曾经预测,在2030-2050年间,氨能作为航运燃料的占比将从7%上升为20%,取代液化天然气等,成为最主要的航运燃料。

2、发电行业

氨燃烧不产生CO2,掺氨燃烧可以利用现有燃煤电厂设施,无须对锅炉主体进行大改造,是目前燃煤电厂降低二氧化碳排放的有效措施。

7月15日,国家发改委、国家能源局印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》,提出:改造建设后煤电机组应具备掺烧 10%以上绿氨能力,燃煤消耗和碳排放水平显著降低。可知,火电机组掺烧氨或纯氨是发电领域碳减排的重要技术方向。

日本是氨掺混燃烧发电的主要推动者。日本在2021年制定了“2021-2050日本氨燃料路线图”,2025年前在火力发电厂中完成20%掺混氨燃料的示范验证;随着掺烧氨技术的成熟,这一比例将上升到50%以上;到2040年左右,建设纯氨发电厂。

3、储氢载体

氨作为储氢载体使用,需要经历氨合成、液化、运输及再次提取气态氢等过程,氨-氢转化全过程工艺技术成熟。

目前,氢气储运方式主要有高压钢瓶储运、管道气态加压输送、低温液态氢储运、液态有机物储运、液氨储运和金属固态氢储运等六种。其中,液氨储运是通过氨合成、液化、运输及再气化提取氢气,氨在-33℃或1MPa条件下液化,加氢/脱氢成本占比85%以上,对运距不敏感,适用于大宗氢气中长距离储运,尤其是远洋运输,是未来氢气储运最具潜力的方式之一。

4、化工原料

绿氨作为具有潜力的绿色氮肥以及绿色化工品的主要原料,将有力推动“绿氨+绿肥”、“绿氨化工”产业链的快速发展。

与化石能源为原料的合成氨相比,预计在2035年前绿氨作为化工原料使用还未形成有效竞争力

03 绿氨的制备成本分析
绿氨的成本主要取决于绿氢的成本,占氨生产成本的80%-90%。氨生产的另外两个重要步骤--氮气分离与净化和相关的合成工艺,只占目前总成本结构的一小部分。
从国内的示范项目来看,就目前技术条件下合成氨耗氢量约176kg/t,耗电量约 1000kWh/t。氢成本每降低1元/kg,绿氨成本可降低约176元/t。合成氨需要稳定电源,一般采用网电或配储绿电并配比网电,电价每差异0.1元/kWh,影响氨成本约100元/t。
绿氨的降本空间主要来自于:绿氢电解槽成本的降低、清洁电力成本的降低以及Haber Bosch等氨合成工艺的优化、灵活性的提高等方面。就全球平均水平来看,绿氧的生产成本目前在每吨720-1400美元之间,到2050年将降至每吨310-610美元。

中国的传统合成灰氨价格受煤炭石油大宗价格及市场供需影响较大,在绿电电价0.3元/kWh水平时,国内绿氨成本约为4500-5000元/h;电价为0.2元/kWh水平时,绿氨成本约为3500元/h,在碳税、政策端的压力下,绿与灰氨相比已拥有一定的竞争力。
随着绿电电价下降与相关电解技术、合成氨技术的成熟,绿氨成本将持续下降;中国绿氨经济性竞争力可期,制备成本有望在2050前后降至240美元/吨
2022年,国际海事组织 IMO 推测出全球的燃油需求总量约2.189亿吨,氨2.189亿吨的燃油按热值折算,那么绿氨的需求量为5.3亿吨
因此,现在布局绿氨产业恰逢其时。

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