未来零碳核心：绿氨产业全球化图景
发布日期：2025/7/11
在全球碳中和浪潮下，一种兼具“化工原料”与“能源载体”双重属性的物质正成为各国争夺零碳霸权的核心抓手——这就是绿氨。与传统依赖化石能源生产的“灰氨”不同，绿氨通过可再生能源驱动的电解水制氢与氮气合成，实现全生命周期零碳排放，被视为连接“可再生能源过剩”与“深度脱碳需求”的关键纽带。
从农业化肥到远洋航运，从氢能储运到电力调峰，绿氨的应用场景正从实验室走向产业落地；中、日、韩、澳、欧、美、中东等主要经济体则通过技术研发、项目布局与战略联盟，构建各自的绿氨竞争力。本文将系统解析绿氨的核心价值、全球区域创新实践及竞争格局，揭示这一新兴产业的发展逻辑与未来走向。
绿氨的四大核心应用场景
从化工基石到零碳能源
绿氨的独特价值，在于其既能承接传统氨的万亿级市场，又能开拓新能源领域的增量空间。从当前技术成熟度与商业化潜力看，四大场景正引领绿氨从“概念”走向“规模应用”。
1. 农业与工业：替代灰氨，重构低碳化工体系
氨是人类赖以生存的“隐形基石”——全球每年生产约1.8亿吨氨，其中75%用于农业化肥（尿素占比55%），支撑着全球近50%的粮食产量。但传统灰氨生产依赖“哈伯-博施法”，每吨氨排放约2.8吨CO₂，占全球碳排放的1.8%，是化工领域脱碳的“硬骨头”。
绿氨的切入路径清晰且迫切：一方面，直接替代灰氨用于化肥生产，可将农业碳足迹降低90%以上。挪威雅苒国际（Yara）在巴西试点的“绿氨化肥”项目，已实现每吨尿素碳排放从1.8吨降至0.2吨，2025年将推广至全球10%的尿素产能。另一方面，绿氨作为工业原料可延伸至硝酸、炸药、制冷剂等领域，德国巴斯夫计划2030年将欧洲工厂的氨原料全部替换为绿氨，年减排量相当于300万辆汽车的碳排放。
2. 氢能储运：破解氢能“远洋运输难题”
氢能作为零碳能源的核心载体，其规模化应用的最大瓶颈在于储运成本。液氢的体积能量密度仅为液氨的58%，且液化需-253℃超低温，远洋运输成本高达1.5美元/千克氢；而液氨在-33℃即可液化，储运成本仅0.1-0.2美元/千克氢，且全球已建成1.8万公里液氨运输管道与超5000座储存设施，基础设施成熟度远超氢能。
绿氨因此成为氢能跨境运输的“最优解”。日本与澳大利亚构建的“绿氨-氢能”供应链颇具代表性：澳大利亚用光伏制绿氨，通过远洋运输至日本后裂解为氢气，全程碳排放比直接运输液氢低60%，成本降低40%。国际氢能委员会预测，到2030年，全球60%的跨境氢能运输将以绿氨为载体。
3. 航运燃料：撑起远洋航运脱碳“半壁江山”
航运业贡献全球3%的碳排放，且现有燃油船舶难以通过电池或氢能实现长距离续航——远洋船舶单次航行需携带数百吨燃料，氢燃料电池的能量密度仅为传统燃油的1/30，而氨的能量密度是氢的3倍，且可直接燃烧驱动内燃机。
国际海事组织（IMO）的“2050年航运减排50%”目标，让绿氨成为最具潜力的替代燃料。挪威北海航运公司与雅苒合作的全球首艘纯氨燃料集装箱船，计划2026年投入运营，航程可达1.2万公里（相当于上海至鹿特丹），碳排放较传统燃油船降低98%。IEA预测，到2050年，氨燃料将满足全球航运业45%的能源需求，对应年需求量超1亿吨。
4. 电力系统：深度调峰与低碳发电的“双栖角色”
在电力领域，绿氨的价值体现在“储能”与“发电”双重场景：
• 季节性储能：将风电、光伏等间歇性可再生能源转化为绿氨储存，在用电高峰时通过氨裂解制氢或直接燃烧发电，解决可再生能源“弃电”问题。日本IHI公司在北海道的示范项目显示，绿氨储能成本比锂电池低60%，可实现跨季度长时储能。
• 低碳发电：氨燃烧不产生CO₂，与现有电厂兼容性强。日本JERA公司在Hekinan电厂实现20%氨-煤混燃，年减排CO₂ 120万吨；中国皖能铜陵电厂的300MW机组则完成35%掺氨燃烧测试，为燃煤电厂低碳改造提供可行路径。
全球区域创新图谱
七大地缘体的差异化突破路径
绿氨产业的竞争，本质是“资源禀赋+技术实力+战略决心”的较量。中、日、韩、澳、欧、美、中东七大区域基于自身条件，走出了各具特色的发展道路。
中国：政策驱动下的全产业链规模化领跑中国在绿氨领域的核心优势，在于“政策穿透力”与“产业集群力”的结合。
• 战略布局：2024年《煤电低碳化改造建设行动方案》明确要求，2027年全国煤电机组需具备10%绿氨掺烧能力，直接拉动年需求4.17亿吨；“风光氢氨醇一体化”被纳入新能源示范项目重点方向，截至2024年9月，国内规划绿氨项目84个，总产能1429万吨/年，占全球总规划的35%。
• 技术突破：全球首艘纯氨燃料动力船“氨晖号”攻克氨燃料点火延迟、燃烧不稳定等难题，2025年将投入长三角内河运输；中国能建签约印尼120万吨绿氨项目，实现“光伏制氢-合成氨-远洋运输”全链条输出。
• 场景落地：在农业领域，心连心化肥建成全球首条10万吨级绿氨-尿素示范线，每吨尿素碳排放降低85%；在钢铁行业，宝武集团用绿氨替代焦炭作为还原剂，探索钢铁全流程脱碳路径。
日本：技术专利与供应链主导权的“双轮驱动”
日本将绿氨视为“能源安全”与“技术输出”的核心抓手，聚焦“高精尖”领域突破。
• 技术壁垒：在氨-煤混燃、纯氨燃气轮机、氨燃料船舶等领域拥有全球60%的核心专利，三菱电机研发的纯氨燃气轮机热效率突破40%，计划2030年商业化应用。
• 供应链构建：与澳大利亚签订“长期供应协议”，北昆士兰项目年产180万吨绿氨优先供应日本；研发世界首艘氨气浮式储存再气化驳船，构建“绿氨生产-运输-加注”全链条体系。
• 场景示范：2025年启动纯氨燃料船跨洋示范航行，2030年目标实现发电领域20%氨混燃，2050年完成100%纯氨发电改造。
韩国：氢能-氨能协同的“系统集成者”
韩国将绿氨纳入“氢能经济”战略，强调“多能互补”。
• 政策设计：2022年定为“氢氨发电元年”，印发《氢气和氨气发电指南》，要求LNG电厂逐步掺烧氨燃料，2030年氨发电占比达3.6%。
• 国际合作：与澳大利亚共建“昆士兰绿色能源走廊”，年进口180万吨绿氨，用于国内发电与航运；与沙特签署备忘录，参与NEOM项目氨裂解制氢技术输出。
• 技术聚焦：斗山重工完成100MW级氢-氨混燃燃气轮机测试，氨掺混比例达30%，计划2026年部署于仁川LNG电厂。
澳大利亚：资源禀赋支撑的“全球绿氨粮仓”
凭借全球最丰富的太阳能、风能资源，澳大利亚成为绿氨“成本洼地”。
• 项目规模：北昆士兰绿色氨项目投资200亿美元，配套1.5GW光伏+5GW风电，2025年投产后年产180万吨绿氨，度电成本低至0.15美元/kWh，较欧洲低40%。
• 技术创新：新南威尔士大学研发的等离子体合成氨技术，通过空气等离子体直接制氮氧化物再电解成氨，能效比传统电解法提升20%，已启动10万吨级中试线。
• 出口导向：与日、韩构建“亚太氨运输网络”，通过专用液氨运输船（单船运力8万吨）实现“澳大利亚生产-东亚消费”的闭环，运输成本较日韩本土生产低20%。
欧洲：航运脱碳与基础设施先行的“规则制定者”
欧洲聚焦绿氨在航运领域的应用，试图通过标准与网络抢占先机。
• 挪威领跑：全球首个氨燃料加注网络在奥斯陆峡湾建成，2024年投入使用；雅苒国际的“Yara Birkeland”号氨动力集装箱船实现全电动自动驾驶，2026年将替代4万次柴油卡车运输，减排CO₂ 8000吨/年。
• 德国工业场景：蒂森克虏伯与林德合作的“Power-to-X”项目，利用北海风电制氢合成绿氨，年产5万吨用于钢铁行业直接还原铁（DRI）生产，替代焦炭实现“零碳炼钢”。
• 政策协同：欧盟将绿氨纳入“碳边境调节机制（CBAM）”，要求2030年进口氨产品需满足碳足迹标准，通过规则话语权倒逼全球绿氨产业低碳化。
美国：基础设施与技术研发的“双线布局”
美国依托现有氨产业基础，加速绿氨技术迭代与场景融合。
• 储运优势：拥有3000公里液氨管道（占全球40%）和1万多座储存设施，为绿氨规模化应用提供硬件支撑；CF Industries在路易斯安那州建设的绿氨工厂，利用核能供电，2026年投产后年产10万吨，成为“核电-绿氨”融合典范。
• 技术攻坚：能源部ARPA-E的REFUEL计划资助液氨裂解制氢技术，目标将制氢成本降至1美元/千克以下；乔治亚理工学院研发的固态储氨材料（氨容量6.5wt%），解决绿氨储运安全性难题。
中东：绿氢-绿氨一体化的“资源红利释放者”中东凭借低成本可再生能源，打造“绿氢-绿氨”全链条出口基地。
• 沙特NEOM项目：投资500亿美元，配套16GW光伏+4GW储能，2026年投产后年产120万吨绿氨，全部出口欧洲和亚洲，是全球首个“100%可再生能源供电”的大型绿氨项目。
• 埃及新兴力量：南西奈省绿氢工厂年产40万吨绿氢，配套建设中东首座绿氢-太阳能混合供电摩天大楼，采用液态有机氢载体（LOHC）技术实现氢能与绿氨协同储运。
竞争格局与未来焦点
谁将主导全球绿氨秩序？
从当前发展态势看，绿氨产业已形成“第一梯队引领、多区域追赶”的格局，未来竞争将聚焦三大领域。
第一梯队的核心优势
• 中国：规模与场景优势显著，2030年绿氨产能有望占全球40%，在煤电掺氨、农业替代等领域商业化进度领先。
• 日本：技术专利壁垒高，在混燃发电、船舶动力等领域拥有全球60%的核心专利，主导亚太绿氨供应链规则。
• 澳大利亚：成本优势突出，绿氨生产成本可低至250美元/吨（欧洲约400美元/吨），是全球最具竞争力的出口方。
• 挪威：航运生态最成熟，氨燃料加注网络与船舶订单数量全球第一，2030年目标实现沿海航运100%氨动力化。
• 沙特：项目规模全球领先，NEOM项目投产后将占据全球绿氨出口市场15%份额，依托地缘优势辐射欧亚。
未来竞争的三大焦点
1. 技术突破：高效合成（等离子体法、生物固氮）、安全储运（固态储氨、防泄漏技术）、终端应用（高温燃烧稳定性）是核心赛道，谁能突破“150美元/吨”的成本临界点，谁将掌握市场主动权。
2. 标准制定：国际海事组织（IMO）的氨燃料船舶安全规范、欧盟碳足迹核算标准、全球绿氨贸易定价机制等规则制定权，将决定产业利益分配格局。
区域联盟：“亚太氨运输网络”（澳-日-韩-中）、“大西洋绿氨走廊”（美-欧-非）、“中东-南亚供应链”（沙特-印度）等区域合作体，将重塑全球绿氨贸易流向。
结语：绿氨重构全球能源与化工版图
绿氨的崛起，不仅是一场技术革命，更是全球能源与化工体系的“范式转换”——它让农业从“高碳基石”变为“低碳先锋”，让航运从“减排难点”变为“零碳标杆”，让可再生能源从“区域资源”变为“全球商品”。
从当前趋势看，中国凭借全产业链规模与政策执行力，有望在2030年前成为全球绿氨生产与应用中心；日本、挪威等国将主导高端技术与规则制定；澳大利亚、沙特则通过资源禀赋成为核心供应方。这场跨越洲际、贯穿多产业的竞争，最终将推动人类迈向真正的“零碳文明”。
来源：源网荷储创研新视界 作者：胡宏峻
