绿氨技术的发展现状及前景

绿色制氨（可再生氨）工艺指全程以可再生能源为动力开展的电解水制氢及空气分离制氮再通过 Haber-Bosch 法制氨的过程。

用可再生能源驱动的水电解代替蒸汽甲烷重整（SMR）工艺以获得用于Haber-Bosch 工艺的绿色 H₂ ，可以实现 NH₃ 合成的大量脱碳。此外，绿色 H₂ 的使用可以促进小规模、模块化的 NH₃ 合成，这也将更有利于可再生能源进行能源的整合并提高肥料的获取和分配平衡。

目前的绿色制氨工艺主要使用碱性水电解（AWE）、聚合物电解质膜水电解（PEM WE）和固体氧化物水电解（SOE）三种不同类型的水电解器进行绿色氢气的制取。

碱性水电解(AWE )技术最为成熟，已经实现商业化，电解质K0H（2-40wt%）,是目前用于绿色 H₂ 生产的最常用技术，主要源于其具有高技术准备水平（TRL）以及使用较便宜的催化剂降低了成本支出（CAPEX）。

 聚合物电解质膜水电解 (PEM WE) 是商业规模上第二成熟的电解技术，电解质聚合物膜，其主要优点是使用固体聚合物电解质、高度致密、可利用间歇可再生电力进行灵活操作和高压操作。

固体氧化物水电解（SOE）电解质固体氧化物或陶瓷（氧化钇稳定氧化锆），在高温下具备良好的热力学和动力学特性，具有较高的系统效率，因此有望实现大规模绿色 H₂ 生产。

以上三种类型的电解槽都可以用于绿色 NH₃ 生产，并且在未来可能具有经济和环境可持续发展的潜力。由于 NH₃ 的价格很大程度上取决于 H₂ 的价格，根据所使用的水电解器的绿色 H₂ 价格的变化来进行绿色 NH₃ 生产技术经济分析（TEA）必不可少。

根据科学家预测，未来在碱性水电解（AWE）、聚合物电解质膜水电解（PEM WE）和固体氧化物水电解（SOE）三种类型中，固体氧化物水电解（SOE）与 Haber-Bosch 工艺相结合可能成为未来大规模绿色 NH₃ 生产最有潜力的工艺类型。

由于绿色氨合成工艺CO₂ 排放量较低，因此CO₂ 税对绿色 NH₃ 生产的成本影响相对较小。由于对传统 NH₃ 生产产生的 CO₂ 排放罚款、未来 CO₂税的开征等因素将导致绿色 NH₃ 的经济平价可以提前十多年实现。

亚化咨询《中国绿氨产业链年度报告2022》数据显示，目前全球已布局超过 40 个绿氨项目。2022 年 3 月国家氢能中长期规划发布以来，国家能源集团、国电投、京能集团等已布局多个绿氨示范项目。国内绿氨规划并落地的年产能已超过 156 万吨，对应超 28 万吨/年的绿氢需求。多数项目集中在内蒙古、甘肃、青海等西北地区。