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。2022年年初，国家发改委联合其他部委连发两文，提出提出逐步引导原本高耗能的传统合成氨优化原料结构和生产技术、淘汰落后低效产能，向绿氨发展；以及探索开展可再生能源制氢在合成氨等行业替代化石能源的示范等。未来合成氨市场将进一步由传统合成氨向绿氨转移，绿氨的市场规模必将得到进一步释放。
　　氨作为零碳燃料和氢能的载体，“氨-氢”能源密不可分，是实现未来绿色发展的重要支柱。毕马威中国于今年9月发布了《一文读懂氢能》报告，收到了较好的社会和市场反响。在此基础上，本报告聚焦绿氨行业，从氨的简介和分类入手，对全球市场、中日韩三国发展策略、重要应用领域、绿氨成本趋势、以及海内外企业布局情况等方面进行了详细梳理。

研究报告全文：0固碳储氢绿氨行业概览与展望固碳储氢航运燃料掺混发电绿氨行业概览与展望2022年12月kpmgcomcn2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷1固碳储氢绿氨行业概览与展望摘要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2022年年初国家发改委联合其他部委连发两文提出提出逐步引导原本高耗能的传统合成氨优化原料结构和生产技术淘汰落后低效产能向绿氨发展以及探索开展可再生能源制氢在合成氨等行业替代化石能源的示范等未来合成氨市场将进一步由传统合成氨向绿氨转移绿氨的市场规模必将得到进一步释放氨作为零碳燃料和氢能的载体氨-氢能源密不可分是实现未来绿色发展的重要支柱毕马威中国于今年9月发布了一文读懂氢能报告收到了较好的社会和市场反响在此基础上本报告聚焦绿氨行业从氨的简介和分类入手对全球市场中日韩三国发展策略重要应用领域绿氨成本趋势以及海内外企业布局情况等方面进行了详细梳理主要发现包括氨的简介和分类氨目前是世界上生产及应用最广泛的化学品之一主要用于制作硝酸化肥炸药以及制冷剂等目前全球八成以上的氨用于生产化肥就我国而言氨主要分农业工业储能新增用途等三大用途从2020年的数据来看农业用氨占比71工业使用占比29随着未来化肥效能的进一步提升农业用氨占比将逐年减少到2050年下降到20工业用氨将在2035年达到顶峰占比约54再逐年下降到2050年占比为30与2020年水平基本持平储能用氨将在2030年后进入快速发展期到2050年达到50的占比是未来合成氨产业发展的主要动力目前全球氨产量约253亿吨其中98由化石能源制得其碳排放占全球的18是全球碳排放大户中国2020年数据显示化工行业中氨的碳排放量为22亿吨位居首位略高于炼油行业未来基于化石燃料的传统合成氨工业很难持续积极寻找绿色制氨方案逐步实现高效低能耗低排放可持续的氨生产是亟待解决的能源技术挑战由于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灰氨蓝氨蓝绿氨和绿氨四类2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望2全球市场目前仍处于起步阶段未来年复合增长率有望达到70以上目前绿氨生产仍处于探索和起步阶段产业规模化仍有待时日随着公众减碳意识的进一步提升以及政府关于碳排放和防止大气污染立法的进一步完善相信绿氨的产业化发展将加快从全球范围来看2021年绿氨市场规模约为3600万美元到2030年预计将达到548亿美元年均复合增长率达748潜力可观中日韩三国合成氨增长速度世界领先发力布局绿氨转型未来中日韩三国的合成氨市场增长速度领先于世界预计2035年将达到15亿吨其中作为燃料的动力氨将达到09亿吨市场占比达60需要加快向绿氨转型才能在满足如此大市场需求的同时减少碳排放日本日本由于可再生能源较贫乏电力行业脱碳需要一方面大力发展可再生能源另一方面则通过将氨与煤炭进行混烧并逐步提高混烧比例最终实现氨专烧发电第六次能源基本计划中已明确提出在2030年前实现燃煤掺烧20氨的目标要实现该目标未来需要大量进口绿氨或蓝氨韩国韩政府宣布将2022年作为氢气氨气发电元年并制定发展计划和路线图力求打造全球第一大氢气和氨气发电国为推动氢气氨气混合发电技术发展韩国加强电力国企和民企合作韩政府计划从2022年1月起开展无碳环保氨气发电技术联合研发斗山重工现代重工和乐天精密化学等企业将参与合作中国中国合成氨市场规模为千万吨级规模位居全球第一根据Wind数据2021年总产量5189万吨占全球合成氨市场份额约30现阶段中国合成氨市场基本保持供需平衡受国家双碳战略和供给侧改革的影响传统合成氨向绿氨过渡已是必然趋势2022年2月国家发改委等四部委联合发文高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南2022年版2022年3月发改委和能源局发布氢能产业发展中长期规划2021-2035年均提出要加快发展绿氨未来合成氨市场将进一步由传统合成氨向绿氨转移绿氨的市场规模必将得到进一步释放2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷3固碳储氢绿氨行业概览与展望应用领域集中在固碳储氢航运燃料掺混发电等场景固碳载体绿氨生产过程接近零碳耦合CCS技术固定二氧化碳有助于实现双碳目标o2021年我国合成氨碳排放量约2亿吨氨自身的碳减排是重点而经由绿电绿氢产生的绿氨能够实现接近零碳排放o氨耦合CCS捕捉二氧化碳经过化学反应固定二氧化碳天然气耦合CCS制取每吨氨的碳排放量可从18吨减少至01吨煤耦合CCS制取每吨氨的碳排放量更是从32吨减少至02吨o在可持续发展情境下基于电解水制氢技术和CCS到2050年氨生产的碳排放强度将下降78其中通过电解水制氢合成绿氨减少的二氧化碳排放量将从今天的微乎其微提高到29通过CCS累计固定的二氧化碳占比为16氢的载体绿氨作为储运氢的载体可实现氢的低成本远洋运输o氨的特性适合储运氢氨比氢气更容易液化常压下氨气在-33可以液化而氢气需要低于-253且同体积的液氨比液氢多至少60的氢o氨的储运基础设施完善氨有管道船舶等多种运输方式其中通过液氨运输一千克氢的远洋运输的成本为01-02美元低于通过管道和轮船的氢运输渠道与此同时绿氨将是未来航运业脱碳的主力燃料之一在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o氢作为清洁能源具有较大发展潜力作为氢载体的氨未来可期氢能是未来国家能源体系的重要组成部分到2030年绿氢的产量将增长至770万吨氨作为氢的载体达100万吨无碳燃料绿氨是未来航运业脱碳的主力燃料之一o在目前关注度较高的零碳能源中绿氨动力船舶能量密度大大高于氢气且可利用现有氨供应链和基础设施在集装箱船等大型船舶远航领域具有较好的推广应用前景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o据英国劳氏船级社预测在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其次为氢能占比从2030年的8上升为19与氨能的重要性相当掺混发电实现全球可持续发展愿景下推进火电机组掺烧氨或纯氨等低碳燃料是发电领域碳减排的重要技术方向o掺混燃烧发电能够为煤电厂提供减碳方案弥补可再生能源发电的不稳定性保障电力安全以及为可再生能源生产条件不利的国家提供减碳的替代方案o由于日本能源结构等因素影响日本在氨能的开发利用上走在前沿日本在2021年制定了2021-2050日本氨燃料路线图到2040年左右建设纯氨发电厂中国燃煤锅炉混氨实现35掺烧比例对于氨燃烧的反应动力学机理仍处于不断验证改进阶段掺氨发电技术在燃煤发电厂的商业化进程中仍面临挑战2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望4绿电价格下降带动绿氨成本呈显著下降趋势随着可再生能源发电成本的下降及风光电氢氨一体化技术的成熟绿氨的成本将显著降低通过煤等化石燃料制取每吨灰氨的成本为280-440美元通过可再生资源制取每吨绿氨的成本为720-1400美元即使和煤炭价格处于历史高点时相比绿氨成本仍然较高不具备竞争优势绿电成本下降是绿氨成本下降的最主要因素根据国际可再生能源机构预测到2030年绿氨生产的最低成本将从2020年的每吨720美元下降到475美元其中绿电成本下降约占绿氨成本下降的90电解槽成本下降约占7绿氨发展仍面临不确定性主要国际能源组织对绿氨未来需求的预测多是基于15C减排目标全球推动碳减排的力度和成效如果不及预期未来绿氨发展可能面临动力不足问题国内外企业积极布局绿氨产业全球绿氨产业发展处在产研结合和商业化早期阶段但由于其广阔的市场前景海外和中国企业竞相布局绿氢-绿氨赛道预计2025年以后海外绿氨将主导氨的新增产能已经有60多家企业宣布建立可再生氨工厂主要分布在欧盟澳大利亚和智利等项目集中投产时间在2026年左右中国绿氨项目主要分布在可再生资源丰富区域内蒙古今年获得备案的绿氨产能超过100万吨在双碳背景下伴随着绿氢的发展氢的载体绿氨也被化工和能源企业重视多家国企和部分行业领先民企正在国内积极投资布局风光电氢氨一体化项目全国规划的绿氨项目总产能约380万吨内蒙古今年获得备案的绿氨产能约180万吨能源化工等相关产业可密切关注绿氨产业政策动态紧跟国家绿氨政策导向抓住先发优势根据自身实际布局绿氨产业链2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷5固碳储氢绿氨行业概览与展望01氨的简介和分类2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望6氨化学分子式为NH3常温下是一种无色气体易挥发可燃其强烈刺激性气味极具辨识度氨目前是世界上生产及应用最广泛的化学品之一主要用于制作硝酸化肥炸药以及制冷剂等目前全球八成以上的氨用于生产化肥就我国而言目前氨主要分农业工业储能新增用途等三大用途从2020年的数据来看农业用氨占比71工业使用占比29随着未来化肥效能的进一步提升农业用氨占比将逐年减少到2050年下降到20工业用氨将在2035年达到顶峰占比约54再逐年下降到2050年占比为30与2020年水平基本持平储能用氨将在2030年后进入快速发展期到2050年达到50的占比是未来合成氨产业发展的主要动力图1图1合成氨在中国不同产业中的用量及预测百万吨10090807060504030201002020202220242026202820302032203420362038204020422044204620482050农业工业储能数据来源RockyMountainInstituteStatista毕马威分析2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷7固碳储氢绿氨行业概览与展望20世纪初德国化学家FritzHaber和CarlBosch等人提出了Haber-Bosch法在高温高压下以氮气跟氢气13的比例合成氨从而开启了合成氨大规模的工业化进程制成的化肥对增加全球粮食产量功不可没目前全球氨产量约253亿吨其中98由化石能源制得其碳排放占全球的181是全球碳排放大户中国2020年数据显示化工行业中氨的碳排放量为22亿吨位居首位略高于炼油行业图2在应对全球气候变暖和双碳目标下基于化石燃料的传统合成氨工业很难持续积极寻找绿色制氨方案逐步实现高效低能耗低排放可持续的氨生产是亟待解决的能源技术挑战图22020年中国化工产业不同行业碳排放量千万吨氨22炼油218甲醇204碳化钙768煤气煤液化乙烯56苛性碱47对二甲苯29碳酸钠2煤制乙二醇19数据来源Statista毕马威分析1httpsammpowercomgreenammonia2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望8由于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灰氨蓝氨使用传统化石能源天然气和煤生产原料氢由化石燃料提炼而来制成但在提炼过程采用碳捕捉和封存技术CCS蓝绿氨绿氨甲烷热解过程将甲烷CH4分解通过风能太阳能等可再生能源发电为氢和碳使用绿电将该过程中回所产生的绿电电解水产生氢气再由收到的氢气做为原料制氨空气中的氮气和氢气合成氨图3图3绿氢绿氨制取过程图解新能源发电储能风光发电电网绿氢制备制氢储氢绿氨制备绿氢3H2液氨绿氨高温高压铁基催化剂分离冷却储罐2NH3氮N2资料来源公开信息毕马威分析2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷9固碳储氢绿氨行业概览与展望02全球绿氨发展未来可期中日韩三国增长速度世界领先2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望10全球市场目前仍处于起步阶段未来年复合增长率有望达到70以上目前绿氨生产仍处于探索和起步阶段产业规模化仍有待时日随着公众减碳意识的进一步提升以及政府关于碳排放和防止大气污染立法的进一步完善相信绿氨的产业化发展将加快从全球范围来看2021年绿氨市场规模约为3600万美元到2030年预计将达到548亿美元年均复合增长率达748潜力可观图4图4绿氨市场规模及预测百万美元6000548050004000313530001794200010265871000366311019233602021202220232024202520262027202820292030数据来源PrecedenceResearch毕马威分析日韩等国积极布局绿氨或成为未来氨进口大国虽然现阶段日本和韩国合成氨市场规模较小但得益于两国在氨燃料应用领域的先进研发进展和政策扶持力度预计到2035年日本与韩国的绿色合成氨需求规模将呈十倍增长而日本韩国本国自产的合成氨规模十分有限主要依赖进口未来日本韩国对于绿色合成氨的进口需求规模巨大2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷11固碳储氢绿氨行业概览与展望日本2021年10月日本政府内阁批准的第六次能源基本计划中预计到2030年日本电力的供应结构将为可再生能源占比36-38核能占比20-22氢能和氨能占比1燃煤火电占比19LNG液化天然气火电占比20石油火电占比2而在上一版计划的2030年展望中不包含氢氨发电目标与其他主要发达国家相比日本的电力结构中燃煤火电占比更高2021年七国集团中燃煤火电占比分别为日本和德国29美国22加拿大6意大利5英国和法国2虽然德国与日本一样高度依赖燃煤火电然而德国的可再生能源在电力供应结构中的占比在2021年已经达到了42日本则仅有22德国计划通过迅速增加可再生能源的比例来实现电力系统脱碳于2022年淘汰核电于2030年淘汰燃煤火电日本由于可再生能源较贫乏电力行业脱碳需要依靠一方面大力发展可再生能源另一方面则通过将氨与煤炭进行混烧并逐步提高混烧比例最终实现氨专烧发电第六次能源基本计划中已明确提出在2030年前实现燃煤掺烧20氨的目标图5要实现该目标未来需要大量进口绿氨或蓝氨图5日本政府氨能发展计划概览20212022202320242025203020402050启动燃煤掺烧提高燃煤氨掺烧比例20氨掺烧20氨的燃煤电站试验氨燃料装置的改造需求端在亚洲范围内发展推广氨掺烧技术提高掺烧比例和纯烧启动纯开展掺烧和纯烧氨的科学基础研究发电领域氨的示范试验烧氨航运领域开展船运氨的技术研究并进行示范推广和应用形成多边国家合作框架协议与资源丰富的国家达成合作协议在日本国内达成对氨燃料重要性的广泛共识商业扩张增加氨供应的可行性研究发展氨供应链通过财政补贴手段等供给侧将燃料氨供应给亚洲地区其他国家储存容器增加氨储存容器及相应辅助设备的规模商业扩张码头港口修订氨存储和运输的技术标准发展氨储存和运输的码头设施资料来源日本经济产业省METI国家能源科技资源中心毕马威分析目前日本电力公司石油公司和贸易公司等正越来越多地通过寻求海外合作的方式拓未来的清洁氨来源例如日本最大的火力发电公司JERA和大型石油公司出光兴产正在与全球最大的氨产商挪威Yara探索合作模式综合贸易公司三井物产则参与了阿布扎比国家石油公司ADNOC的清洁氨生产项目等22日本选择氨燃料火力发电的理由以及需解决三大难题青岛节能协会碳中和专业委员会官网httpswwwqdtzhcomnewsguojitanzixun1793html2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望12韩国在韩国产业通商资源部2021年12月7日主持召开的第二次氢气和氨气发电推进会议上韩政府宣布将2022年作为氢气氨气发电元年并制定发展计划和路线图力求打造全球第一大氢气和氨气发电国会议宣布政府明年共将投入400亿韩元用于有关设备基础设施建设并于2023年前制定氢气和氨气发电指南推广有关技术在LNG发电站使用为推动氢气氨气混合发电技术发展韩国加强电力国企和民企合作韩政府计划从2022年1月起开展无碳环保氨气发电技术联合研发斗山重工现代重工和乐天精密化学等企业将参与合作此外韩国南部发电计划明年起利用氢气氨气混合发电技术并在2024年后推动氢气氨气混合发电技术商用化3图6韩国绿氨发展规划公布了将氢和开展无碳环保氨气发完成将氨作为无地方天然气火电氨引入火力发电技术联合研发斗碳发电燃料的研厂将使用液化天电燃料组合的山重工现代重工和究和测试然气和30的氢方案乐天精密化学等企业气作为燃料将参与合作20202021202220232024202720302035宣布力求打造全球第一该年作为氢气-氨气推动氢气氨气实现氨燃料发电商业化并将大氢气和氨气发电国发电元年并制定混合发电技术氨的比例提高到36在火电并投入400亿韩元用于发展计划和路线图的商用化原料中包含20的氨并至少有关基础设施建设有24个煤电厂来燃烧这种燃料组合2021年9月由韩国能源技术研究院韩国化学研究院等五家机构以及斗山重工业乐成立官方天化学三星工程浦项钢铁等13家企业组建碳中和的绿氨组织计划全面开发组织绿氨生产-运输-提取-利用的全周期技术2021年8月由韩国蔚山国家科学技术研究所UNIST能源与化学工程学院领导的研究取得技术团队宣布取得技术突破可将液态氨有效转化为氢气为氨转化成氢提供实际电化学可突破行途径开展项目2022年韩国电力三星工程乐天化学浦项制铁等头部企业先后与马来西亚阿建设联酋企业合作在当地建设绿氢和绿氨工厂旨在向当地及韩国提供绿氢和绿氨资料来源韩国产业通商资源部公开信息毕马威分析3韩国自明年起将大力发展氢气氨气发电技术商务部网站httpswwwcpnncomcnnewsgj202112t202112211468485html2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷13固碳储氢绿氨行业概览与展望中国合成氨市场规模第一动力氨市场将在2030年后迅速起量中国合成氨市场规模为千万吨级规模位居全球第一根据Wind数据2021年总产量5189万吨占全球合成氨市场份额约30现阶段中国合成氨市场基本保持供需平衡俄罗斯美国印度等也是产氨大国年产量均在1000万吨以上未来中日韩三国的合成氨市场增长速度领先于世界预计2035年将达到15亿吨其中作为燃料的动力氨将达到09亿吨市场占比达60需要加快向绿氨转型才能在满足如此大市场需求的同时减少碳排放图7从中国来看预计2035年合成氨总消费量将达12亿吨较2022年规模扩大了15倍市场规模远高于日韩两国从动力氨市场来看由于日韩布局氨燃料产业领先于中国预计中国动力氨市场发展在2028年前不及日韩之后发展加快且迅速起量到2035年预计中国动力氨消费量将达6300万吨为日韩总量的一倍以上图8图7中日韩三国的氨消费量及预测千万吨14713512612111161891091061708169007158114730504651311655590411107511004849030993020206850104000002720161665651534647492022f2023f2024f2025f2026f2027f2028f2029f2030f2031f2032f2033f2034f2035f日本韩国中国数据来源Rystadenergy公开信息毕马威分析2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望14图8中日韩三国动力氨消费量及预测千万吨635448413430272422212016171411110807000104050302000001012022f2023f2024f2025f2026f2027f2028f2029f2030f2031f2032f2033f2034f2035f中国日本与韩国数据来源Rystadenergy公开信息毕马威分析受国家双碳战略和供给侧改革的影响传统合成氨向绿氨过渡已是必然趋势2022年2月国家发改委等四部委联合发文高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南2022年版提出逐步引导原本高耗能的传统合成氨优化原料结构和生产技术淘汰落后低效产能向绿氨发展2022年3月发改委和能源局发布的氢能产业发展中长期规划2021-2035年也提到积极引导合成氨等行业由高碳工艺向低碳工艺转变促进高耗能行业绿色低碳发展探索开展可再生能源制氢在合成氨等行业替代化石能源的示范未来合成氨市场将进一步由传统合成氨向绿氨转移绿氨的市场规模必将得到进一步释放2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷15固碳储氢绿氨行业概览与展望03应用领域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2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望16固碳载体绿氨生产过程接近零碳耦合CCS技术固定二氧化碳有助于实现双碳目标一是绿氨的生产过程本身接近零碳能够大幅减少二氧化碳排放合成氨的下游应用主要分布在农业和工业农业需求占75左右其中尿素占农业总需求的554目前氨的生产主要是灰氨氨的原材料主要来自煤天然气等在原材料合成氨的过程中排放大量二氧化碳2021年全球合成氨的二氧化碳直接排放量约为45亿吨5其中我国合成氨碳排放量约2亿吨6属于化工子行业中的高碳排放行业在应对全球气候变暖和实现可持续发展的背景下基于煤和天然气等化石燃料的传统合成氨需要大幅减排氨自身的碳减排是重点而经由绿电绿氢产生的绿氨能够实现接近零碳排放根据国际能源署IEA预测在可持续发展情景中基于电解水制氢技术和CCS到2050年氨生产的碳排放强度将下降78其中通过电解水制氢合成绿氨减少的二氧化碳排放量将从今天的微乎其微提高到29图9图92021-2050年氨生产累计减少的二氧化碳排放量构成其他101629电解水制氢CCS2124技术改善材料利用效率提升资料来源IEA毕马威分析4百川盈孚2021年中国合成氨市场报告2021年11月5IEAAmmoniaTechnologyRoadmapOctober20216转危为氨还需碳路绿色制氨中国科学报2021年12月2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷17固碳储氢绿氨行业概览与展望二是氨耦合CCS捕捉二氧化碳经过化学反应固定二氧化碳尿素的原材料是氨在氨合成尿素的阶段耦合CCS捕捉二氧化碳经过化学反应形成尿素图10绿氨耦合CCS技术捕捉制氢冶金炼化发电等行业排放的二氧化碳将会实现尿素生产的接近零碳排放图10氨-尿素固碳过程示意图天然气煤炭合成气固碳过程转化一氧化碳CO水H2OH2空气分离二氧化碳CO2H23氮气N2合成氨NHCO2尿素CONH22资料来源根据公开资料整理毕马威分析通过天然气和煤制取氨耦合CCS可大幅降低二氧化碳排放量天然气耦合CCS制取每吨氨的碳排放量可从18吨减少至01吨煤耦合CCS制取每吨氨的碳排放量更是从32吨减少至02吨图11根据IEA计算在可持续发展情景中到2050年通过CCS累计固定的二氧化碳占比为16目前CCS技术最大挑战是成本较高且尚未规模化应用未来随着技术的成熟和普及以制氢行业为例叠加CCS技术的天然气制氢和煤制氢成本将持续下降图11不同途径生产一吨氨所产生的二氧化碳排放量吨43231816210101020天然气SMR天然气SMR耦合天然气ATR天然气ATR耦合煤煤耦合CCSCCSCCS资料来源IEA毕马威分析注SMR是蒸汽甲烷重整ATR是自热重整CCS是碳捕捉和存储2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷固碳储氢绿氨行业概览与展望18氢的载体绿氨作为储运氢的载体可实现氢的低成本远洋运输氢气在众多清洁能源中因为燃烧热值高燃烧产物无污染被认为是最理想的清洁能源之一但是氢气制取成本高储存及运输困难等问题是制约氢能产业发展的瓶颈限制了氢经济的发展氨被认为是比较理想的储运氢的载体一方面氨的特性适合储运氢以氢气为原料的液氨比液氢具有更高的体积能量密度且氨比氢气更容易液化常压下氨气在-33就可以液化而氢气需要低于-253且同体积的液氨比液氢多至少60的氢另外氨具有特殊的气味为潜在的泄露提供了预警另一方面氨的储运基础设施完善可实现氢的低成本远洋运输氨的工业化生产和应用已经有百余年的历史技术体系和储运基础设施完备氨有管道铁路船舶公路拖车和仓库等多种运输方式其中通过液氨运输一千克氢的远洋运输的成本为01-02美元7低于通过管道和轮船的氢运输渠道可能是未来氢气储运的最佳方式之一表1液氨已经在全球范围内开展远洋贸易全球满足液氨装卸的港口超过120个2021年全球氨的出口约占总产量的10智利中东澳大利亚作为世界上可再生能源资源较为丰富的地区已启动相关能源规划利用风光发电制氢之后利用氨作为氢的载体运输到美国欧洲日本等市场从可再生资源丰富的低成本地区进口氨转化成氢的成本为20美元MWh低于北欧通过海上风能发电制取氢气50美元MWh的成本已经具有竞争性尽管前者在氢氨转化中存在损失8表1不同渠道运输一千克氢的成本美元运输渠道200-2000km2000-3000km氢运输-管道01-1313-21氢运输-轮船09-1111-13氨运输-管道01-0808-10氨运输-轮船01-0201-02资料来源TheRoyalSociety毕马威分析注成本包括运输和存储的成本不包括氢氨转换分销成本7TheRoyalSocietyAmmoniazero-carbonfertilizerfuelandenergystoreFebruary20208IRENAandAEAInnovationOutlookRenewableAmmoniaInternationalRenewableEnergyAgencyAbuDhabiAmmoniaEnergyAssociation20222022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷19固碳储氢绿氨行业概览与展望另外氢作为清洁能源具有较大发展潜力作为氢载体的氨未来可期绿色低碳的氢能有助于实现双碳目标是实现绿色低碳转型的重要载体2022年3月国家发展改革委国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划2021-2035年明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分也是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向根据中国氢能产业联盟到2030年碳达峰情境下我国氢气的年需求量将达到约4000万吨其中可再生能源制氢约770万吨9到2060年碳中和的情境下氢气的年需求量将增至13亿吨左右其中70为可再生能源制氢图1210图122030年和2060年中国氢能需求量及可再生能源制氢量140001300020251200020100009100800015600040005104000520007700020302060氢气的年需求量万吨可再生能源制氢量万吨氢气在终端能源消费中占比右轴资料来源中国氢能产业联盟毕马威分析鉴于氨是氢运输的可靠储运方式以及氢的产业化发展将带动绿氨的发展绿氨的发展空间广阔虽然目前氨运输方式不具有经济性但是考虑到制氢成本的下降及技术的创新未来氨运输方式有望快速增长根据国际可再生能源机构IRENA氨作为氢的载体将从2030年的100万吨增加到2050年的11-13亿吨图13图13氨作为氢的载体万吨14012010080604020020302035204020452050基于现有的政策实现15温控目标资料来源IRENA毕马威分析9落基山研究所联合中国氢能联盟开启绿色氢能新时代之匙中国2030年可再生氢100发展路线图2022年6月10中国氢能联盟中国氢能源及燃料电池产业白皮书20202021年4月2022毕马威华振会计师事务所特殊普通合伙中国合伙制会计师事务所毕马威企业咨询中国有限公司中国有限责任公司毕马威会计师事务所澳门特别行政区合伙制事务所及毕马威会计师事务所香港特别行政区合伙制事务所均是与英国私营担保有限公司毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员版权所有不得转载在中国印刷