今天要给大家分享的是《2024中国绿氨产业研究报告》,供大家学习交流!
第一章 绿氨政策分析解读
全球范围来看,各国家及地区关于绿氨的鼓励性政策持续出台,绿氨的发展与规模化应用成为全球主要国家的共识;中日韩则成为了全球绿氨政策确定性最强的地区,中国、澳洲及中东有望凭借成熟的合成氨产业基础以及丰富的风光资源成为未来全球最大的绿氨生产中心。中国已将绿氨的生产与规模化应用作为能源转型新阶段、实现可再生能源系统与传统电力系统耦合适应发展的“国策型”确定性技术路径。
第二章 氨的简介与产业概况
氨是大宗基础化工品,具备原料、燃料双重属性,应用场景广泛、当前以生产化肥为主;合成氨属于能量密集型产业,是中国碳排最高的化工产业,向绿色低碳转型势在必行,受资源禀赋及技术成熟度的影响,各国家地区向绿氨转型的技术路径有所差异。电解水制氢为原料的合成绿氨技术将成为中国合成氨低碳转型的主要技术方向
第三章 绿氨的定义与认证趋势
绿氨是无碳化的氨合成与生产,由绿电制取的绿氢与空气分离得到的氮经过一定的合成工艺合成为绿氨;按照欧盟碳税折算,完全绿氨的全链条所用网电不得超过1%-3%,国内尚无明确标准定义,但云道资本预计,中国绿氨认证有望自成体系且并不会同欧盟对齐、标准不会过于严苛。
第四章 绿氨的合成工艺
由氢与电力的碳足迹决定,氨的制备可分为灰氨、蓝氨、绿氨三类;绿氨—绿电制绿氢 耦合 合成氨生产,实现清洁零碳排放的高效合成氨工艺,技术工艺尚未定型,比较来看,柔性的低温低压法更适应绿氨的生产工况且可以实现绿氨生产的快速降本,有望成为大规模制取绿氨的主流技术路径。产能柔性化、装置小型化灵活化是绿氨合成工艺的主要迭代方向。
第五章 绿氨的应用场景与前景
绿氨在清洁动力燃料、清洁电力(火电掺烧)、储氢载体等新市场拥有极大的应用潜力,绿氨渗透有望不断快速攀升,2030年年产量有望超2000万吨,2050年超5.6亿吨,成为新型清洁能源供应体系的重要一环。尤其是作为发电燃料领域,绿氨掺烧已成为中国电力系统低碳转型的主要技术路径与关键一环。绿氨也将成为中国下一阶段能源转型主要基调:煤电系统与可再生能源系统耦合这一主调的关键。
第六章 绿氨制备成本与经济性分析
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;绿氨降本空间:长期依靠清洁电力成本降低,中短期可通过工艺的革新优化生产流程快速降本(新一代柔性工艺的应用有望带来绿氨的快速平价与更低的成本下限)。从应用场景的经济性来看,绿氨在船舶燃料场景已有一定的竞争力;而在火电掺烧场景,直接的经济性仍不具优势,其在火电场景应用意义更多在于给整个中国电力系统转型带来的降本。
第七章 绿氨产业进展与企业代表
全球范围来看,各国家及地区关于绿氨的鼓励性政策持续出台,全球规划中的绿氨产能已近亿吨(但实际落地的仍然较少);中国在近年来已披露的绿氨产能规划超千万吨、近百个项目,受至于前两年绿氨下游市场不明确、绿氨经济性较差、适应可再生能源工况的工艺不成熟等问题,绿氨项目投产速度缓慢。随着近期政策端的推动与火电消纳场景及绿氨对于下一阶段整个能源转型作用的明晰,预计国内绿氨项目进展会有所加快。
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绿氨制备成本与经济性分析
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绿氨的成本分为设备摊销、能耗电力两大方面,受清洁电力电价影响明显
绿氨由电解水制取的绿氢与空分装置捕获的氮气经合成工艺而得,从一体化项目的成本测算角度,绿氨的项目投资成本可分为:制氢电解槽、合成氨装置、储氢装置、储能装置、制氮装置、水处理装置等。而每吨绿氨的成本结构主要分为:设备摊销(包含折旧、运维、水费等)、能耗电力成本两大方面。
从国内示范项目来看,就目前技术条件下合成氨耗氢量约176 ~180kg/t,全流程耗电10500-12000kwh/t(含制氢、合成、空分及损耗全环节)。
现有的合成氨工艺需稳定电源与稳定的氢源,一般采用网电或配储绿电并配比弱电网解决,电价每差异0.1元/kW·h,影响氨最终成本约1000元/t。
合成绿氨的主要成本要素
原料上:每吨绿氨需求消耗176kg的绿氢和820kg左右的氮气;
能耗上:每吨绿氨合成10500-12000kwh左右电力:电解水9700kwh左右,合成环节600kwh左右,其他环节200kwh左右;
当前问题:现有工艺需要绿氢、电力的大规模稳定供应来实现连续生产,储氢、储能段投资巨大(见下页成本测算)
当前合成绿氨成本-电价对应图
受制于高温高压合成工艺,除能耗成本外,绿氨成本价受储氢、储能段影响最为明显
传统高温高压工艺下,产能调节灵活性极其有限,需要绿氢、电力大规模稳定供应实现连续生产,使得氢氨项目成本中用于保证原料稳定供应、平衡原料波动性的储氢、储能段的投资成本与其折旧摊销巨大,拉高了绿氨的吨成本价,在此背景下,国内吨绿氨成本约4000-4500元/吨。
绿氨成本测算模型—年两万吨合成氨产能为例
以年产能两万吨的合成绿氨装置为例,电力成本假定为0.15元/度(每吨氨需176.5kg左右的氢为原料)
数据来源:所有设备环节成本是云道资本基于2024年H1最新中标价均价测算,且经过产业访谈验证
(部分内容)
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