內蒙古赤峰的計畫驗證了綠氨在中國實現「無補貼商業化運作」的可能,但高成本、市場開拓和國際標準仍是規模化發展的三道關口。
2025年6月28日,全球首艘純氨燃料內燃機動力示範船「氨暉號」在安徽省合肥市巢湖水域首航。圖片來源:Zhou Mu / Xinhua / Alamy
「綠氨」的生產成本顯著高於傳統工藝,因為它依賴綠色氫氣和穩定的再生能源供應。儘管部分外國買家已表示願意向中國企業支付「綠色溢價」,但在全球範圍內,隨著需求疲軟和成本上升,許多綠氫計畫已被迫取消。中國也存在同樣的問題,不少項目只停留在紙面階段。
《對話地球》訪談的專家表示,生產農業肥料的氨買家普遍不願支付溢價,但全球航運業減量壓力日益增大,對綠氨的需求很可能會成長。此外,若中國碳市場能擴展至化工產業,將有助於提升綠氨的經濟可行性。
中國大力推動綠氨生產
7月8日,遠景能源的綠色氫氨整合計畫在內蒙古赤峰正式投產,計畫第一期年產32萬噸綠色合成氨。央視網評論說,該項目標誌著中國的綠色氫氨產業從示範探索邁入規模化商業運營的新階段。
在「雙碳」要求下,中國近年來正積極推動合成氨產業的低碳轉型。赤峰計畫投產後不到一個月時間,國家電投在吉林省大安市的綠氫氨計畫也正式投產,可年產綠氨18萬噸。
根據落基山研究所(Rocky Mountain Institute,簡稱RMI)向《對話地球》提供的數據,截至2024年底,中國已規劃並處於不同建設階段的綠氨項目近百個,總產能約2000萬噸,佔全球48%,居世界首位。
合成氨是重要的基礎化工產品,全球70%以上的合成氨用於生產氮肥。由再生能源製成的綠氨可以作為綠色燃料或儲氫載體。相較於氫,氨更容易液化,且可利用現有的儲運設施。作為燃料使用時,綠氨幾乎不會產生二氧化碳,因此在推動能源轉型和應對氣候變遷方面能夠發揮重要作用。
RMI常務董事兼北京代表處首席代表李婷告訴《對話地球》,中國的綠氨產業已具備「規模化雛形」,但尚未到達「拐點」。當前階段更像是一場「關鍵一役」——能否在這一階段形成示範效應、打通上下游協同,將決定綠氨能否真正邁入規模化、商業化發展的快車道。
綠氨的成本
中國是全球最大的合成氨生產國和消費國。 2024年,中國合成氨產量為7,307.7萬噸,其中煤製氨(「棕氨」)佔78%。 2020年中國合成氨產業碳排放量達2.2億噸/年,約佔全國碳排放總量的2.2%。
合成氨生產的碳排放主要取決於氫氣來源與電力結構。正如氫被分為透過化石燃料燃燒產生的灰氫、在灰氫的基礎上使用碳捕集與封存(Carbon Capture and Storage,簡稱CCS)技術的藍氫和再生能源透過電解水等手段所製的綠氫,氨也被標記為不同顏色。其中最理想的選擇就是綠氨,整個過程不需要使用任何化石燃料。
利用綠氨逐漸代替煤製氨將成為中國實現「雙碳」目標的重要路徑之一。然而,綠氨的生產離不開綠氫,這也意味著限制綠氫發展的成本過高問題同樣限制了綠氨的發展。
在中國,一些省市已經推出了針對綠氫生產補貼政策,也有助於降低綠氨的成本。然而,大多數補貼政策都設定了補貼總額上限,對於規模比較大(通常萬噸級以上)的合成氨項目,作用有限。
從成本結構來看,電力成本佔比高達70%至80%。因此,尋找風光資源優、綠電價格低的項目,成為降低成本的關鍵切入點。根據落磯山研究所的計算,即使在不考慮風光波動的理想狀態下,綠氨的成本是煤製氨成本的1.2至2.1 倍。
但在現實中,由於合成氨需要連續生產工藝,而再生能源發電具有波動性。生產商可以選擇「併網發電」,即從電網購電來彌補再生能源發電不足部分,或者自己配備儲能係統的「離網模式」。這兩者都會增加生產成本:併網需要額外向電網購電,離網則帶來了儲能、儲氫的設備成本。
RMI重工業與循環經濟部門主任李抒苡指出,赤峰計畫選址於內蒙古風光資源最優區域之一,採用了「離網」模式,配備68萬千瓦時的儲能係統以保證合成氨裝置穩定運行,其電力成本僅為當地大工業電價的3分之1,為成本競爭力奠定了優勢。
受近期促進綠電消納政策的影響,李抒苡認為,未來新增的綠氨計畫將更多採用此「風光氫儲整合」離網配置。
中國最大的單體共享儲能電站位於青海省德令哈市。圖片來源:Ma Mingyan / China News Service / Alamy
買家願意支付綠色溢價嗎?
赤峰計畫能夠實現「無補貼商業化」,除了內蒙古低廉的綠電價格外,還有國際買家的支持和越來越完整的綠氨標準體系。
在綠氨的成本依然高企的情況下,下游買家願意支付綠色溢價是專案成功的重要因素之一。 2024年7月,德國的氫衍生物進口計畫落地了全球首個綠氨「定價」,進口價格高達1000歐元/噸,是傳統合成氨價格的3到4倍左右。赤峰計畫已與日本丸紅株式會社簽署了綠氨供應合約,國家電投的吉林大安計畫也已與歐洲、日韓的多家企業簽署銷售協議。
今年五月,赤峰的綠氨計畫首期工程獲得法國必維國際檢驗集團(Bureau Veritas)的再生氨認證,確保了產品的綠色屬性,也為順利出口鋪平了道路。
李抒苡表示,中國的《綠色合成氨分級標準》(團體標準)今年正式實施,且啟動了綠氨產業標準立項,預計將在今年底正式出台。如果中國能進一步加速推進並完善綠色合成氨標準體系,並推動與國際標準的銜接與互認,將進一步提升產品的市場通行力與出口競爭力。
穩定的市場需求能夠激發上游的投資和生產信心。李婷表示,德國、日本等國已啟動綠氨進口計劃,願意為支持本國船運、化工等高排放產業的減碳轉型而承擔額外成本。
專注於研究中國氫能發展的前哥倫比亞大學研究員樓昱杉告訴《對話地球》,歐洲、日本和韓國是國際上較活躍的清潔氨(包括藍氨和綠氨)買家。 2024年5月,日本透過《氫能社會促進法案》,提出透過差價合約( Contract for Difference)的方式補貼傳統灰氨和清潔氨之間的價格差額長達十五年,以促進氫能發展;歐洲和韓國也有類似的機制。
相較之下,中國政策扶持多集中在製氫製氨環節,下游應用端的激勵措施不足,仍需要持續培育完整的產業閉環。
樓昱杉認為,中國國內很難找到綠氨買家,除非是中石化等大型國企自用。過去它們用煤製氫,再製成氨、甲醇等化工品。如今在政策引導下,不少國企開始佈局綠氫項目,並利用綠氫生產相關化工品。 「這類企業有資金、土地、低利率貸款,且不擔心銷路,因為會在自家營運中消化掉這些綠色的氫或氨。對於遠景能源這樣的民企,就需要在國際市場上尋找買家了。」她說。
不確定性:熱潮褪卻
樓昱杉表示,從全球來看,綠氨計畫是否能夠實現生產無補貼商業化取決於計畫本身,少數計畫可以做到赤峰這樣,生產具有成本競爭力的綠氨且找到了願意支付溢價的買家。但也一些項目被延長或取消,例如安哥拉的600MW 綠色氫氨項目,由於需求不足,在今年6月宣布推遲。
北京大學能源研究院在近期的一篇文章中指出,由於需求疲軟和成本飆升,全球多個氫能計畫在今年接連「夭折」。中國同樣面臨工程過熱與落地不足的問題。在政策推動下,中國的綠氫、氨、醇計畫快速湧現,備案數量持續攀升。但部分企業為搶佔地方新能源發電指標,大量專案停留在「紙面」階段,遲遲未動工。
去年9月,內蒙古、甘肅張掖等地相繼發布通知,收緊綠氫計畫審批,並宣布未在規定時間內實質開工的計畫將被終止、撤銷並收回對應的新能源指標。綠氨合成是目前最大規模的綠氫消納場景,佔現有項目的58%。在商業模式尚未打通的背景下,氫能熱潮逐漸冷卻,作為氫下游產品的綠氨也面臨不確定的未來。
突破口或在燃料
從應用端來看,雖然目前70%的合成氨用於生產化肥,但隨著化肥利用效率的提升,落基山研究所預計,農業領域的用氨佔比將下降至20%。而且,作為農業必需品,化肥的價格和供應量的波動會影響糧食安全,因此其價格不太容易波動,下游買家對於綠色化肥溢價的接受度均低。
而合成氨作為零碳燃料的角色可望佔據未來總需求的50%,成為推動氨產業結構重塑的關鍵力量。李婷認為,在日益嚴苛的減排壓力下,航運領域最有可能率先打開綠氨規模化應用的突破口。航運業的碳排放佔全球人為活動排放總量的比重已逼近3%,替代燃料成為了行業減排的核心,尤其是無法使用電動船的長距離航運。 「氨燃料在船舶動力系統上的兼容性較高,技術路徑相對清晰,具備快速落地的條件。」李婷解釋。
在她看來,航運作為高度全球化的產業,已初步建立起跨國協作機制和綠色認證體系,為綠氨的國際流通和價值認定提供了製度保障。一旦航運實現規模化應用,將帶來的成本下降、標準成熟和供應鏈優化,進而推動綠氨在工業、農業等領域的廣泛應用。
不過,李婷強調,推動綠氨的發展,不能依賴單一因素:「真正形成規模化商業閉環,還需政策、市場與技術三者聯動。以碳市場為例,若能進一步擴容並將化工行業納入其中,建立有效的碳價格機制,將顯著提升綠氨的經濟性。」
作者:牛雨晗
※本文根據知識共享協議最初發表於《對話地球》,原標題為〈绿氢降温,绿氨在中国的发展前景如何?〉。