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近年来，风光发电制氢成为续力新能源的新途径，但囿于氢能的储、运、用，绿氢的下游使用亟需破解。当前，国内众多绿氢项目通过合成绿氨来打通消纳链条，但年内合成氨需求疲软和价格下行，投资人纷纷转向绿氢制备甲醇项目。近日，国家发改委、能源局发布煤电掺烧绿氨要求，绿氨市场潜力大增，极大提振新能源制绿氨项目的投资信心！
一、新能源制氢合成氨项目的发展
氢能被视作“未来能源”，生产绿氢成为新能源摆脱电网束缚，实现更大规模发展的重要途径。2021年被视为中国绿氢规模化商业开发“元年”，当年内蒙古自治区一次性批复风光制氢一体化示范项目7个，新能源总装机约222万千瓦，全部项目投产后，预计每年可生产绿氢7.2万吨。首批示范项目产出的氢能，主要使用场景包括交通、化工、生物医药、冶金原料等。
但由于项目当地预想的应用场景未如期形成稳定氢能需求，第一批项目投产情况不及预期，促使内蒙古后续风光制氢项目进一步延伸，以合成氨、甲醇为主的用氢稳定、终端市场较大的衍生产品成为新的选择，早期以合成氨占主导地位。2022-2023年，内蒙古批复了第二、三批总计22个风光制氢示范项目，总计新能源装机约799万千瓦，年制氢能力超过34万吨，其中用于制氨的绿氢总量超过75%，而制甲醇仅有2个项目，对应制氢总量约2.6万吨。
绿氢合成氨风头盖过甲醇的原因，一是由于合成氨工艺流程短，以绿氢为原料基本不改变传统合成氨工艺过程，同时合成氨设备具有较好的宽工况运行特性，比合成甲醇更能适应风光制氢的波动特性。二是绿氢合成氨具有一个决定性优势：氮气来源广泛且不引入碳元素，在绿色认定上较为明确，只要使用绿氢同时控制合成氨的用电排放，一般制出来的产品即可认定为绿氨，而绿甲醇生产则需要考虑“可再生二氧化碳”的来源。
另一方面，不考虑绿色溢价时，绿氢合成氨相对合成甲醇的经济附加值更高。1吨氢气与氮气反应，能生成5.66吨氨，比等质量氢产出的甲醇略高。而2023年前常规液氨的价格处于高位（长期在3300元/吨以上），大幅高于甲醇价格。
但当前氨的使用限于化肥和其他工业用途，自2023年底以来，全球合成氨产能过剩明显，进入2024年合成氨价格长期低于3000元/吨，已基本接近甲醇的价格。如果合成氨不能开辟能源等领域的应用，仅靠绿氨替代既有市场，其应用前景非常有限。价格的低迷，以及未来市场的饱和，导致投资者纷纷观望，带来新能源绿氢绿氨项目开工率不高，新规划项目减少等问题。
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液氨近期价格，数据来源：生意社
二、绿氢制备“绿甲醇”？绕不过的绿色认证
（一）绿氢制“绿甲醇”的兴起
而相对合成绿氨，绿氢合成“绿甲醇”项目则迎来一拨热潮，航运对绿色能源的需求是绿甲醇兴起的主要原因。2023年以来，随着以马士基为首的航运巨头宣布向甲醇运输船转型，绿甲醇热度大幅上升。国际市场绿甲醇供给稀缺，绿色溢价较高，据传马士基对绿甲醇开出的价格是5000-6000元/吨，受此影响国内新规划的新能源制氢项目纷纷选择了制备绿色甲醇。截至当前，中国总计规划的绿色甲醇项目超过30个，拟建的绿甲醇产量超过800万吨/年，大多分布在内蒙古、东北、新疆等地区。
绿甲醇后来居上，是因为船用绿色燃料方面甲醇具备明显优势：一是甲醇环境友好性更好。甲醇在常温环境下透明无色，可快速溶解于海水中并快速降解，作为船用燃料一旦在海洋中发生泄漏，甲醇泄漏对环境的破坏比氨小得多。二是甲醇燃烧特性领先绿氨。甲醇燃点较低，燃烧稳定性强，甲醇船用发动机技术可行性已经确定，而大功率、低速船用绿氨发动机仍在研制中。三是甲醇存储和加注成本更低。甲醇沸点为64.7摄氏度，常温下甲醇保持液态，其存储不需要加压或低温，存储和加注的成本极低。
船用燃料为绿甲醇的应用提供了巨大的想象空间。航运公司在碳减排压力下，对绿甲醇替代表现出很大的兴趣，可能带动绿甲醇需求大增。2023年，全球新增甲醇替代燃料船舶138艘，比2022年新增300%；首次多于LNG船舶。目前仅海运产生的二氧化碳排放就超过10亿吨，占全球总量的3%至4%，国际海事组织2018年通过了温室气体减排战略，提出到2030年全球海运碳排放与2008年相比至少下降30%，力争到2050年下降70%。
为实现上述目标，未来绿色燃料使用量将达到3-4亿吨，超过当前全球液氨、甲醇的总产量，其中绿甲醇可能占据主要地位。大规模需求的预期，叠加国际绿色甲醇市场价格高企的信息，一个新能源制氢合成绿甲醇的大产业似乎正在形成。
（二）绕不过去的绿色认证
但绿氢合成“绿甲醇”产业并非如此顺利，其中一个重大的技术问题，就是如何满足国际绿甲醇的认证。绿氢、绿氨和绿甲醇受到追捧，主要来自于“碳中和”的需求，对绿色属性的认证是其关键。尽管各国对于绿氢、绿氨、绿醇认定标准不一，但整体都是基于降低碳排放的原则，而作为“碳中和”先锋官的欧盟是绿色标准的重要参考。绿氢绿氨绿醇认证标准如下：
1.绿氢认证标准。2023年2月，欧盟通过了两项与绿氢认定相关的授权法案。第一个授权法案规定了“可再生氢”（绿氢）的场景，分别是：可再生能源生产设施与制氢设备直接连接所生产的氢；在可再生能源比例超过90%的地区采用电网供电所生产的氢；在低二氧化碳排放地区签订可再生能源电力（绿电）购买协议，并采用购买的绿电生产的氢。而第二项授权法案定义了量化绿氢的计算方法，全生命周期绿氢的排放阈值必须低于 28.2克二氧化碳当量/兆焦（3.4千克二氧化碳当量/千克氢）。
2.绿氨认证标准。欧盟可再生能源指令中定义了可再生燃料产品组“RFNBO”标准，可再生燃料是基于绿氢生产的液态燃料，如氨、甲醇等，但欧盟对于绿氨的二氧化碳当量尚未出台明确规定。而国际绿氢组织(GH2)则规定了绿氨标准，新标准规定由绿氢制成绿氨产生的温室气体排放强度标准不应超过0.3千克二氧化碳当量/千克氨。
3.绿甲醇认证标准
由于甲醇生产过程中引入了碳元素，国际上对于绿甲醇的认证较为复杂，尽管当前没有统一的标准定义，但普遍认为甲醇是否“绿色”的关键在于其制取原材料的属性。
2021年，欧盟率先发布了全球首个绿甲醇认证标准，认为只有生物质制甲醇、绿氢与可再生二氧化碳（只能来自生物质或直接空气捕集）制甲醇才能被认定为绿色甲醇，而利用工业排放端捕集的二氧化碳制甲醇不是绿甲醇。
上述标准较为严厉，考虑脱碳进程，欧盟基于可再生燃料产品组“RFNBO”，在可再生能源指令(REDⅡ)的补充条例中提出：短期内利用已计入欧盟排放交易体系，在工业中捕集的二氧化碳制备的甲醇可以暂认为绿甲醇，但全生命周期碳排放不超过28.2克二氧化碳当量/兆焦（3.4千克二氧化碳当量/千克氢）。
基于上述认证标准，不论是短期还是长期来看，国内风光制氢合成甲醇项目的终端产品，要被认定为绿甲醇，只能寻找生物质二氧化碳或直接从空气中捕集二氧化碳，但内蒙古、新疆等风光资源富集地区生物质碳源有限，而从空气中捕集二氧化碳成本昂贵，可能使绿甲醇成本上升600-1000元/吨。可见风光制氢制绿甲醇项目在我国的普遍发展仍存在较大的困难，绿甲醇超越绿氨成为执牛耳者很难一帆风顺。
三、煤电掺烧，绿氨市场广阔！
绿氨项目困顿于氨价的低迷与需求的不振，而瞄准国际市场上马的绿甲醇项目，最终可能在绿色认证面前折戟沉沙。新能源制氢的前景一度灰暗，幸好7月份两则利好，大幅提振了市场的信心，而这两则利好均来自于绿氨行业：
一则来自于国际市场。7月11日，全球化工巨头OCI与阿布扎比国有石油公司ADNOC的合资企业Fertiglobe中标德国氢衍生物进口计划下的首个绿氨合同，中标价格为每811欧元/吨，考虑运输和进口成本，到达西北欧的绿氨价格预计达到1000欧元/吨，约合人民币7927元/吨。此次交易绿氨总量39.7万吨，合同价值可达3.97亿欧元，合同履约期从2027至2033年。该笔交易被行业认为首次为绿氨进行了国际定价，具有重要的指引意义，绿氨出海似乎也大有作为，但对国内市场的具体影响仍有待观察。
而更重磅的利好来自于国家发改委、能源局关于煤电掺烧绿氨的要求，因为煤电掺烧打开了绿氨用于能源领域的大门，将成为绿氨发展的最大潜力市场。
相较在船用氨发动机方面，利用现有燃煤电厂设施掺氨燃烧在技术上则较为可行，掺氨燃烧无须对锅炉主体进行大改造，是目前燃煤电厂降低碳排放的有效措施。为推进燃煤电厂降低碳排放，7月15日，国家发改委、国家能源局印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》（以下简称《行动方案》），将掺氨燃烧作为煤电低碳化改造的重要技术路线，要求相关项目改造建设后应具备掺烧 10%以上绿氨的能力。
《行动方案》优先支持在可再生能源资源富集、经济基础较好、地质条件适宜的地区实施煤电低碳化改造建设，实施绿氨掺烧的项目，所在地应具备可靠的绿氨来源，并具有丰富的可再生能源资源以满足绿氨制备需要。以此推测，内蒙古等西部地区由于新能源资源丰富，可能成为煤电掺氨燃烧试点的重点区域。
煤电掺氨燃烧的提出，为风光制氢合成绿氨项目打开了广阔的市场空间。根据氨热值推算，一台百万机组掺氨10%，每年需要燃烧接近20万吨的绿氨，通过新能源制氢合成绿氨，可消纳新能源电量约20亿千瓦时，可以带动新增新能源装机约100万千瓦。以未来国内3亿以上煤电机组掺氨达到10%推算，可带动年绿氨消费6000万吨，促进新能源新增装机3亿千瓦左右。而要实现度电碳排放降低50%的目标，其市场潜力将是上述规模的5倍。
基于上述分析，国内掺烧绿氨市场开启等利好，风光制氢一体化项目将重回绿氨路径，成为新能源发展的重要助力！
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