氨能應用現狀與前景展望

一、前言

在碳中和目標成為國際熱點的背景下，氫氣以其清潔能源屬性被視為未來燃料，許多國家積極開展技術研究并規劃產業布局。氫氣來源廣泛，作為零碳燃料具有燃燒極限范圍寬、點火能量低、火焰傳播速度快等優點，就能量傳遞本質而言，綠氫才是實現碳中和目標的有效途徑。然而，當前綠氫制取受限于電解水技術的經濟瓶頸和儲存運輸的安全隱患，配套基礎設施建設緩慢，阻礙了氫能規模應用的商業化進程。

致力于打造“氫社會”的日本在國際上首次提出了氨能概念，即在氫能大規模使用之前，將合成氨視為承擔綠電轉化為零碳燃料的有效手段。從儲能角度看，氨可經催化分解制取氫氣，解決氫能難以低成本、遠距離輸送及單一氫能“長尾”問題，還可解決大規模綠氫如何使用的問題，延續氫能終端消費的產業鏈，進一步壯大氫能產業規模。從能源角度看，氨的完全燃燒產物只有氮氣和水，既可替代部分煤炭為電力系統提供清潔燃料，也可替代部分化石能源為發動機提供清潔燃料。在此背景下，許多國家正在積極開展氨能技術研發與規劃布局。

氨能作為另一種具有戰略價值的清潔能源，為實現能源結構快速調整、加快碳中和進程提供了新選擇。在我國，氨的生產、儲運、供給等環節已成體系，擁有良好的合成氨及氨利用基礎條件，理應在未來全球氨能產業中占據重要地位。本文系統分析氨能應用價值、應用現狀、產業格局及產業規劃等研究進展，據此提出我國氨能產業發展舉措，以期為氨能技術攻關、氨能產業培育壯大等研究提供先導性、基礎性參考。

二、氨能應用價值

（一）氨是一種氫載體

氨是富氫化合物，重量載氫能力高達17.6%，體積載氫效率是氫氣的150%。相比于氫氣在常壓下的極低液化溫度（-283 ℃），氨在-33 ℃就能夠被液化（或者在常溫下，9個大氣壓）。在成本上，同質量的液氨儲罐是液氫儲罐的0.2%~1%，且液氨的單位體積重量密度是液氫的8.5倍。

據國際能源署（IEA）預計，2040年全球綠氫和藍氫的需求總量將達到7.5×107t。基于此情形，解決氫能供需矛盾的問題，首先要突破氫氣低成本、遠距離儲存和運輸的瓶頸。目前常用的氫儲運方式有高壓氣態氫運輸、液態氫運輸、深冷態氫高壓運輸三種，但每一種方法都很難操作，造成輸運成本高昂并且效率低下。相比而言，氨更容易液化儲運。據核算，100 km內液氨的儲運成本為150元/t，500 km內液氨的儲運成本為350元/t，僅為液氫儲運成本的1.7%。同時，使用氨現場制氫加氫一體站可以將氫氣成本降低至35元/kg以下，按照到2050年中國建設10 000個氫氣加氣站的目標，可節省1000億元人民幣。除此之外，相比于氫氣，氨的爆炸極限范圍（16%~25%）更窄，沸點更高，發生火災和爆炸的可能性更低。同時，氨具有刺激性氣味，人體嗅覺即可檢測到僅為危險水平5%以下的濃度，泄漏容易被發現，更加安全可靠。因此，氨作為一種優良的儲氫載體，氫氨融合可成為最具潛力的新型儲運方式，拓寬氫能產業應用場景。

（二）氨是一種清潔燃料

氨作為一種無碳化合物，可由空氣中的氮和水中的氫合成，完全燃燒時的產物純凈無碳，因此，作為一種具有戰略價值的可再生能源，氨能夠直接燃燒實現清潔供能。氨燃燒時的空燃比較低，在同等進氣量（空氣）條件下能提供更多的能量，是一種高功率的清潔燃料。同時，氨燃燒的熱損失比遠低于氫氣、汽油和柴油等燃料，尾氣帶走的熱損失小。雖然氨燃燒時產生的熱值低，但是其辛烷值高，抗爆性好，可以通過提供更高壓縮比來提高動力系統的輸出功率。在直接燃氨加注情況下，運營商可以將現有加油站升級改造成加氨站，改造成本比新建加氫站的投資成本低一個數量級，相當于新建加油站的投資成本。

（三）氨具有成熟的產業體系

在20世紀初，合成氨技術就已被成功開發出來并實現了工業化生產。作為世界第二大化學品，合成氨具有完整的產業鏈結構和成熟的國際生產貿易體系，其所用的原料來源廣泛，長期應用過程中可避免供求失衡引起的價格大幅度波動。在碳中和背景推動下，合成氨的所用氫源勢必會由工業氫源發展成以水供氫的方式，所需的能量也勢必會發展成以風、光等可再生能源供能的方式，最終實現綠氨制取的低碳路線。目前，絕大多數國家的液氨單位能量價格已相當于或低于汽油。特別地，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，具有良好的推廣應用基礎。

三、氨能應用現狀

氨的能源屬性和儲能屬性使其在動力燃料、清潔電力和儲氫載體等新市場方面具有極大的發展潛力。在雙碳戰略目標愿景下，氨將構建起氨能能源體系，對低碳社會發展具有重要意義。一方面，氨可以直接用于供能。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。另一方面，氨可以間接供能使用。氨作為儲氫介質，利用催化技術能夠實現氨-氫轉化，可打破傳統的氫儲運方式，為發展“氨-氫”綠色能源產業奠定基礎。

（一）氨內燃機

氨的辛烷值高，抗震爆性好，可以通過提供更高的壓縮比來提高輸出功率。氨用作內燃機燃料時熱效率高達50％，甚至近60％。氨的理論空燃比低，可以在內燃機中添加更多的氨來彌補其低位熱值低的缺點。顯然，氨作為燃料使用時也存在一些明顯的燃燒缺陷。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均較低。因此，通常將氨與燃燒性能較好的燃料摻混來改善其燃燒特性。此外，在實際過程中，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效應更強的NOx氣體排放。因此，燃燒和尾氣處理的定向控制策略對于降低NOx排放至關重要。根據氨燃燒機理，溫度和壓力對NOx的生成有明顯影響，控制溫度在熱脫硝溫度范圍內，并盡可能地提高壓力是制約NOx生成的兩種常規手段，后一種通常用于內燃機系統中。除此之外，還可以在燃燒尾氣末端使用選擇性催化還原（SCR）系統或燃料過量、廢氣再循環的策略減少NOx生成。

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球的3%~4%，碳減排需求顯著。國際海事組織制定了航運業碳減排目標，指出到2050年，二氧化碳排放量應比2008年下降至少70%。因此，到2050年，至少15%的長途船舶應使用氨或氫作為燃料。氨燃料的高體積能量密度屬性可以提高船體空間利用率，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燃料。

2023年1月，日本郵船株式會社、日本船廠與日本Ishikawajima-Harima Heavy Industries（IHI）公司合作研發的世界首艘氨氣浮式儲存再氣化駁船獲得日本船級社原則性認可。日本計劃在2025年前完成純氨燃料船示范，2025年后開展推廣應用。中國也積極推進氨燃料船的示范，2022年3月，由中國船舶集團設計建造的氨和液化天然氣雙燃料運輸船已成功實現下水。預計到2035年，氨動力船的經濟性將與傳統燃油動力船持平。

目前對于不同工況下氨的燃燒熱力學特性，如燃燒速度、火焰穩定性、點火特性、NOx生成特性及未燃盡氨排放等關鍵參數研究還未形成體系。對于氨的燃燒動力學模型也處于不斷驗證與完善階段。總體上，對于氨的燃燒應用我國正處于起步階段，但是合成氨完整的制儲輸用體系，為其在能源領域的新應用打下了良好的基礎。相關研究應與產業需求緊密結合，促進技術開發。

（二）氨燃氣輪機

20世紀60年代就開展了有關氨用于燃氣輪機的研究，但由于當時化石燃料成本低和技術限制等因素導致研究終止。相較于內燃機應用，燃氣輪機通常燃燒氣體燃料，且燃燒室體積不受限，與氨燃料更為匹配。但是，氨燃燒時的缺陷仍然存在，燃燒穩定性和污染物處理仍是大規模應用需要突破的重點。

日本首次在50 kW微型燃氣輪機上實現了雙燃料燃燒發電，產生44.4 kW功率電力，燃燒效率在89%~96%。日本IHI公司在2 MW的燃氣輪機上實現了摻氨混燒，摻燒比例高達70%，并在旋流燃燒器中實現了低NOx排放（見圖1）。近期，三菱電機株式會社宣布開始研發世界首個氨氣40兆瓦級燃氣輪機系統，該系統以純氨為燃料，目標在2025年左右實現商業化。美國已與IHI公司合作，共同制定燃氣輪機路線圖。就目前來講，國內的相關研究較少，偏向于理論研究和基礎研究。

圖1 NH3/天然氣旋流燃燒器結構

（三）燃氨鍋爐

我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構，致使我國煤電裝機容量巨大。燃煤發電產生的二氧化碳占我國碳排放總量的34%，對其進行碳減排是順利實現我國“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、建造投資成本高的問題。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。短期內，由于綠氨產量和成本限制，加上純氨燃燒穩定性差等問題，還無法實現純氨燃燒替代燃煤應用。相比而言，摻氨燃燒方式可以利用現有電廠設施無需對鍋爐主體進行大規模改造，成為現階段降低燃煤電廠碳排放的可行性選擇。

氨燃料在鍋爐中的應用處于起步階段，集中在小試或中試研究。日本最先開始探索以氨為燃料的發電方式，正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。為實現高壓燃燒器中氨高混燒率，IHI公司正在開發一種易于供應的液氨直噴燃燒技術，進一步推進氨摻燒方面的開發（見圖2）。我國有兩家單位率先實現了工程驗證，分別是皖能集團、合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和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），這標志著我國燃煤鍋爐混氨技術進入世界領先賽道。國家能源投資集團有限責任公司的現有示范結果表明，在摻氨比例和氨注入位置一定的情況下，摻氨燃燒后生成的NOx污染物比燃煤工況還要低。若現有煤電機組均實施35%混氨燃燒，每年可減少9.5×108 t二氧化碳排放量。經相關測算，當煤炭價格為1400元/t、碳價為500元/t時，摻氨發電的經濟性可與煤電相競爭。

圖2 氨/煤共燃旋流燃燒器示意圖

（四）氨 ? 氫燃料電池

燃料電池是一種將化學能直接轉換成電能的裝置，理論上更加高效環保。氨的氫含量高且重整制氫裝置簡單，產物不含導致燃料電池中毒的一氧化碳，作為燃料電池的原料使用優勢顯著，勢必會成為研究熱點。在間接供氨式燃料電池系統中，只需在已有的燃料電池氣體入口處加裝氨分解制氫裝置，基于成熟的技術即可實現良好的氨  ?  氫轉換。利用已有的燃料電池技術，在相同溫度下氨燃料能夠達到與氫燃料相近的功率密度，可以替代純氫用于新能源汽車。氨 ?  氫燃料電池在終端用戶側的成本僅為1元/(kW·h)或0.25元/km，具有顯著的經濟效益。但也存在一些問題需要平衡：氨分解產生的氫氣需要純化和壓縮，過程會消耗大量的能量。此外，氨裂化反應器和氫氣壓縮系統的集成會使整個體系過程增加。目前氨燃料電池尚處于起步研究階段，各項性能還不完善。為滿足商業化需求，還需要攻克長壽命運行穩定性的難題。

四、氨能產業發展態勢

（一）合成氨產業現狀

目前，合成氨的生產過程還未實現綠色。基于傳統的合成工藝，全球每年合成氨產量為2×108 t左右，主要產自四個國家：中國、印度、俄羅斯和美國，并在全球范圍內進行貿易。中國和印度雖然合成氨產量巨大，但也是氨的主要進口國，而俄羅斯則是主要的出口國，約70%合成氨（約1.7×108 t）用于出口（見圖3）。

圖3 合成氨產量及進出口詳情

在我國，近些年受到化肥價格的支撐，合成氨需求整體呈現擴大態勢（見圖4）。截至2021年年底，中國合成氨產能約為6.488×107 t，占全球產能的三分之一左右，較2020年同比增長14.5%。氨能的發展將帶動合成氨上、中、下游產業鏈的快速發展。合成氨主要分為三大用途，分別是農業（尿素等肥料）、工業（化工原料、煙氣脫硝）和儲能（新型用途）。

圖4 我國合成氨產量（2005—2020年）

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。灰氨中的氫氣來源于天然氣或者煤炭，由傳統的Haber-Bosch高溫催化工藝制備而成。藍氨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供能量來源的前提下，以水為原料提供綠氫，然后與氮氣通過熱催化或者電催化等新型低碳技術制備而成。綠氨是可再生能源消納的重要方式，也是實現碳減排的重要途經。氨能作為氫能補充，綠氨合成將會成為氫能領域的重要應用之一，合成氨技術未來也勢必會朝著低碳化合成技術發展。

綠氨合成技術包括溫和條件下合成氨工藝和新型合成氨工藝。溫和條件下合成氨工藝主要對氨合成催化劑進行革命性創新，通過開發高效的熱催化劑，使其在較低溫度下（≤300 ℃）具有高反應活性，能夠在傳統Haber-Bosch工藝過程中實現低溫低壓合成氨，降低過程反應能耗。短期來看，該方法更容易實現大規模綠氨生產。新型合成氨工藝包括電催化合成氨、光催化合成氨、固氮酶合成氨、等離子體法合成氨等，其中電催化合成氨技術受到較大關注（見圖5）。電催化合成氨技術是利用電解液中的水與空氣中的氮氣生成，其本質是利用電催化劑在施加電能條件下N≡N不斷加氫和斷鍵，形成氨分子，實現電能向化學能的轉化，有效降低反應能壘。

圖5 氨合成催化發展歷程

（二）氨能產業發展趨勢

在全球減碳大趨勢下，氫能相關應用規模將不斷擴大，氨的市場需求將進一步增長。氨能產業對合成氨需求的增長不應危及化肥供應，更不會危及糧食生產。在此情形下，合成氨基礎設施必須以10~15倍的速度擴大。合成氨工業屬于能量密集型產業，約占全球2%的能源消耗。另外，合成氨生產過程中每年約有3×108 t二氧化碳排放，約占全球碳排放總量的1%。通常每生產1 t氨，釋放近2 t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。目前我國的國家政策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生產裝置，行業產量也將不斷增長。

在可再生資源最好的地區，綠氨的成本估計為689 美元/t，高于灰氨的價格（225 美元/t）。據預測，到2030年綠氨價格將降至464 美元/t，到2050年將降至295 美元/t（見圖6）。當碳價格為127 美元/t左右時，綠氨就能與現有的化石合成氨生產相競爭。2030年后，綠氨預計將通過碳捕集實現與灰氨的合成成本持平，這也讓用氨的下游化工企業更有動力使用綠氨代替灰氨作為原材料。綠氨液化后的單位體積能量密度雖然不及傳統的化石能源，但高于綠氫。尤為重要的是綠氨的液化和運輸產生的成本遠低于綠氫。從“制 ? 儲 ? 輸 ? 用”全生命周期成本來看，綠氨的成本低于綠氫。由此可以預見，未來綠氨會在能源領域大量使用，而化工領域也會同時實現綠氨對傳統合成氨工業的替代。目前全球多個大型綠氫綠氨項目正在推進，預測到2030年，全球宣布的綠氨項目年生產能力為1.5×107 t（54個項目，產能是當前氨市場的8%），我國綠氨規劃并落地的年產能已超過1.56×106t。

圖6 綠氨生產成本

五、氨能產業發展規劃

合成氨正在從傳統的農業領域向能源領域轉變。目前國內外正在積極布局綠氨項目，但其中大部分為規模較小、產能為2×104~6×104 t /a的試點項目。綜合來看，交通領域遠洋船舶動力燃料和電力行業摻氨發電將成為綠氨的主要應用場景。

（一）國際方面

日本在摻氨燃燒技術方面國際領先。日本在發展“氫能經濟”的基礎上提出了“氨能經濟”，率先推出氨能。2021年10月，當地政府出臺了第六版能源戰略計劃，明確提出到2030年利用氫和氨產出的電能要占日本能源消耗的1%，替代電站中20%煤炭的使用量；到2050年實現純氨發電。高效火力發電是日本擅長的領域，借助氨來實現碳中和的方式，將幫助日本進一步領先全球。韓國宣布將2022年作為氫氣、氨氣發電元年，爭取成為全球第一大氫氣、氨氣發電國。韓國計劃從2030年開始實現氨燃料發電商業化，將氨燃料在發電領域的占比提高到3.6%。澳大利亞充分利用當地的太陽能，利用光伏制氫技術制備綠氫供合成氨使用。澳大利亞政府正在布局氨能貿易，將制備的氨氣轉變為液氨儲存，通過海運輸送到韓國和日本。美國為了應對石油危機，當地國家能源部支持了17個綠氨項目，整體上布局利用可再生能源生產綠氨，發布了“通過使用高密度液體能源將可再生能源轉化為燃料”計劃。歐盟第四次氫能網絡會議指出要加大綠氨生產，將綠氨作為氫能的貿易體系之一，目前正在布局綠氫合成綠氨的研究，旨在開展綠氨在交通及工業領域的工程示范。沙特正在建設全球最大綠氫及合成氨工廠，預計2024年正式投產，并以液氨的形式進行全球銷售。

目前國際上氨能在交通領域的研究走在前列。日本、韓國正在研發推出氨燃料汽車。2020年7月，韓國現代尾浦造船公司設計了載重5×104 t的氨動力船，預計2025年實現商業化運營。2021年11月22日，全球最大的氨生產商挪威Yara公司建造的全球第一艘氨動力貨船下水成功。2022年5月22日，世界上第一臺氨動力零碳拖拉機在紐約石溪大學首次運行。俄羅斯正在研發氨燃料火箭發動機。

（二）國內方面

國內氫氨融合產業項目布局逐漸加快，氫氨融合技術路徑漸受熱捧。《“十四五”新型儲能發展實施方案》明確指出拓展氨儲能應用領域，開展依托可再生能源制氨的新型儲能技術試點示范，并被列為重點示范。2022年3月發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》中提出，積極引導合成氨等行業由高碳工藝向低碳工藝轉變，促進高耗能行業綠色低碳發展。2022年4月印發了《科技部關于發布國家重點研發計劃“先進結構與復合材料”等重點專項2022年度項目申報指南的通知》，提出包括分布式氨分解制氫技術與灌裝母站集成、氨燃料電池、摻氨清潔高效燃燒等與氨能有關的技術。自上述政策發布以來，多家單位紛紛進行布局。明拓集團有限公司、中國化學華陸公司將以綠氫和空分氮氣為原料，建設中國首臺1.2×106 t綠氫電催化合成綠氨項目，推動形成綠色低碳產業鏈。中國氫能有限公司擬在烏拉特后旗工業園區投資建設綠氫示范項目，同時利用低溫低壓催化技術合成年產近3×105 t的綠氨。慶華煤化集團有限公司、和寧化學有限公司、漢氫科技有限公司、太陽山能源開發有限公司共同組建寧夏氨氫產業聯盟。蘭州新區氫能產業園項目計劃建設以年產6×104 t綠氨和氫能交通應用為核心的示范應用中心。福州大學、三聚環保新材料股份有限公司、紫金礦業集團股份有限公司三家單位聯合創建國內首家“氨 ? 氫能源重大產業創新平臺”。歐神諾陶瓷有限公司、德力泰科技有限公司、佛山仙湖實驗室成立發起先進零碳燃燒技術聯合創新研發中心，成為國內首家擬開展氨氫高溫窯爐零碳燃燒技術的單位。中國石油化工集團有限公司、福大紫金氫能科技股份有限公司已經合作建成全國首座氨制氫、加氫一體化示范站。國家電投集團北京重燃能源科技發展有限公司、合肥能源研究院雙方將針對氫能與氨能、燃氣輪機等領域發力。上海船舶研究設計院完成了1.8×105 t氨燃料貨船的設計。江南造船（集團）有限責任公司與勞氏船級社、瓦錫蘭集團合作，設計了氨燃料動力超大型運輸船。

氨燃料應用發展略快于儲能應用，目前燃料電池由于成本問題并不是氨在交通領域的主流路線。氨在交通領域的應用雖然還處于研發階段，但從相關項目來看主要走內燃機路線，此外，國內氨在船舶領域的發展或快于汽車領域。國內已經有首個氨能船舶的規范文件，而氨在汽車領域應用的相關文件還未發布，氨燃料在船舶領域應用空間更大。

六、我國氨能產業發展舉措

要讓氨成為世界氣候變化解決方案的一部分，就要確保所有的合成氨都是綠色的，這是一項艱巨的任務。當前，合成氨存在高耗能、高排放等問題，高居工業化學品生產中碳排放量榜首。短時間來看，綠氨還存在經濟、應用等方面的挑戰，但在全球氨能經濟體系建設下和可再生能源發展下，未來將逐步具有競爭力。

（一）完善政策標準體系

為了讓綠氨生產成本降得更快，規模擴展得更大，需要出臺并完善政策標準體系，在技術持續發展條件下，逐步向零碳生產過渡。第一，政府應當出臺補貼政策，鼓勵綠氨合成，為產業快速轉型提供支持。第二，政府應當建立產業政策與安全標準，為產業穩定持續發展打下基礎。第三，政府應制定法律法規，為產業健康發展提供依據。第四，政府應推進國際標準制定，提升我國氨能的國際話語權。

（二）加快產業清潔轉型

基于我國能源發展趨勢，建議未來我國氨能低碳生產以“先立后破”的方式穩步推進：初期以工業副產氫作為過渡、后期逐漸由綠氫進行替代，最終實現綠氨規模化發展。

具體而言，第一階段，利用工業富產氫氣合成氨。合成氨過程的高排放是由于原料氫的生產來源主要以煤或天然氣為主。氯堿工業、煤焦化工業、丙烷脫氫工業等生產過程中產生大量氫氣，回收利用副產氣可以降低制氫過程中的碳排放，有利于構建一條合成氨低碳生產路線。第二階段，突破溫和條件合成綠氨關鍵技術。利用可再生能源電解水技術制取綠氫，將水煤氣或天然氣排除在流程之外。然后，使用Haber-Bosch剩余流程來制備綠氨。同時，突破低溫低壓氫氣和氮氣合成氨新技術，探索可再生能源與低溫低壓合成氨互補融合新路徑。在這個階段，為實現氫氨融合的持續、快速發展，需要電力成本及相關制氫設備成本的進一步下降。第三階段，利用新型的電化學催化氮還原技術生產綠氨。在傳統路線中，制氫占一次能源消耗的75%。即便使用可再生能源電解水制氫，制氫也將占總成本的65%。在此階段將摒棄Haber-Bosch工藝，使用前沿的電催化氮還原技術，省去制氫的過程，通過氮氣電還原直接合成氨。這項技術可以大大減少綠氨制備過程的復雜性，比Haber-Bosch工藝減少約20%的能耗，并且不受規模限制，適用于分布式合成氨。第四階段，將合成的綠氨應用在內燃機、燃氣機或者鍋爐等場景，努力實現氨能對化石燃料的替代，大幅度降低碳排放量，貢獻碳中和力量。在此加大氨燃料發動機裝備研制力度，提升主要設備的核心競爭力，突破零碳燃料的應用技術瓶頸。

（三）開展全產業鏈部署

氨能全產業鏈涵蓋上游氨制備、中游氨儲運和下游氨利用，應進行系統化部署。除綠氨合成外，儲存方面，應當綜合考慮技術經濟性和安全等因素，解決大規模液氨儲罐設計與建設難題。運輸方面，研究適用于我國能源發展要求的液氨管道網絡整體規劃，開發遠距離液氨管道運輸技術體系，支撐我國形成成熟的氨能供應網絡，面向未來氨燃料市場和遠途貿易市場。應用方面，氨能的直接或間接利用應當積極推動建立氨應用示范項目，提升氨能戰略屬性，最終形成氨能規模化應用的全產業鏈。

七、結語

本文以氨能發展為主題，梳理了氨合成、氨利用、國內外發展戰略等方面進展，明確了氨能規模化推廣面臨的問題和挑戰，提出了我國氨能產業的發展路徑規劃，指出我國應抓住低碳轉型的戰略機遇期，積極開展氨能產業布局。因地制宜，統籌合成氨產業、可再生能源產業和氫能產業的融合發展。建議我國氨能應用可分三階段穩步推進。第一階段，開發電催化等綠氨低碳化合成關鍵技術，完善法律法規和碳市場體制機制；結合地方優勢和特點，啟動一系列綠氨示范項目。第二階段，整合優勢技術力量，形成具有自主知識產權的氨能產業鏈體系；同時加強與資源大國的合作，打造低成本氨能供應鏈，實現規模化推廣。第三階段，形成“低碳溫和合成氨、安全經濟儲運氨、零碳高效利用氨”的綠色循環經濟路線，實現產業重塑，助力雙碳目標。