什么是“绿氨”?一文说清

2026年是“十五五”开局之年，正是将宏观“规划图”细化为可行“施工图”的关键阶段。在这个过程中，我们会频繁遇到一系列听起来专业又前沿的“科技名词”，比如“绿色供应链”“清洁低碳氢”等。这些术语并非空洞的概念，它们背后折射的是未来几年科技突破、产业转型与生活演进的真实方向。

那么，这些词究竟意味着什么？它们将如何具体地改变我们的日常？今天，就让我们走进“绿氨”这个名词。

什么是绿氨？

绿氨（green ammonia）是指利用可再生能源（如太阳能、风能、水力等）驱动的电解水制氢技术获得“绿氢”，再通过低碳工艺（如改进的哈伯法）将绿氢与氮气合成得到的氨气（NH3）。其核心在于整个生产过程基本实现“零碳排放”，是传统合成氨的清洁替代品。

图1 绿氨产业链示意图。图源：参考资料[1]

绿氨的分类信息

绿氨的详细解释

氨（NH3）是一种无机化合物，广泛应用于农业、工业和能源领域。传统氨生产主要依赖化石燃料（煤炭、天然气）制氢，并通过哈伯-博世法（Haber-Bosch）合成，产品碳排放强度极高，以目前技术基础核算每吨氨的合成需排放约2.4吨二氧化碳，占全球工业碳排放的1.8%。

为应对气候变化，全球正推动“绿氨”技术—即利用可再生能源（风能、光伏）电解水制氢，再与空气中的氮气合成氨。绿氨生产过程近零碳排放，被视为实现“碳中和”目标的关键路径之一。

绿氨的本质在于其“绿色”氢源。其生产链条可拆解为以下核心环节：

1. 绿色电力供应：利用风电、光伏、水电等可再生能源发电。

2. 电解水制氢 （green H2）：以可再生能源电力驱动电解槽（碱性电解槽、PEM质子交换膜电解槽、高温固体氧化物电解槽SOEC等）分解水，产生高纯度绿色氢气。此过程是绿氨区别于传统灰氨（化石燃料制氢）的关键，实现了氢气生产零碳化。

3. 空气分离制氮 （N2）：利用成熟工艺（如深冷空分、变压吸附）从空气中分离出氮气。

4. 哈伯-博世法合成 （HB Process）：绿色氢气（H2）与氮气（N2）在高温（400-500°C）、高压（15-25 MPa）及铁基催化剂作用下反应合成氨（NH3）。这是目前工业合成氨的绝对主流工艺，技术成熟但能耗极高。低碳化研发重点在于：优化催化剂（提高低温低压活性）、利用可再生能源电力直接驱动压缩供热、开发温和条件下的新型电化学/光化学合成路径。

绿氨碳排放强度远低于传统氨，依据严格标准（如欧盟RFNBO），绿氨生产过程中单位产品的碳排放需低于特定阈值（通常接近于零），并需满足可再生能源电力“额外性”（新建而非挤占现有绿电资源）和“时间/地域相关性”等要求。

绿氨的应用领域及发展前景

绿氨凭借其独特优势，在多个关键领域展现出巨大潜力：

在海运领域：国际海运业（IMO）设定2050年净零目标，绿氨以其无碳、能量密度显著高于液氢（液氨体积能量密度≈12.7 MJ/L，液氢≈8.5 MJ/L）、储运基础设施相对成熟（已有全球氨贸易网络）、燃烧不产生二氧化碳等特性，被视为最具潜力的零碳船用燃料替代品。

在电力领域：可助力电力系统灵活调节与零碳发电。在火电厂中掺氨或纯氨燃烧发电，可有效降低碳排放，日本、德国等国正开展示范项目。绿氨还可作为大型燃料电池（如SOFC）的燃料高效清洁发电，其便于长期、大规模储存的特性，使其成为解决可再生能源间歇性、实现季节性调峰的重要方案。

在农业领域：作为传统合成氨的绿色替代品，绿氨是生产“绿色氮肥”（如尿素、硝酸铵）的根本原料，从源头降低农业领域的碳排放足迹。

在工业领域：氨（NH3）含氢量高，储运比纯氢（尤其长距离、大规模）更具经济性和安全性，是理想的氢能载体，可通过成熟可靠的“氨裂解”技术按需高效、灵活制取高纯度氢气，为难以电气化的钢铁、化工、重型交通等领域提供绿色氢源。同时，氨也是重要的绿色化工原料之一，作为基础化学品，绿氨是生产绿色硝酸、己内酰胺（尼龙原料）、三聚氰胺等众多化工产品的零碳起点。

此外，业界也在探索绿氨在其他场景的应用可能，如，作为应急备用电源燃料、数据中心备用电源燃料，甚至航天推进剂等方向均在研究中。

绿氨的绿色应用难点

在绿氨实际应用中，目前存在以下亟须解决的问题。

第一，技术与经济层面：绿氢生产成本仍高于灰氢，电解槽、催化剂等关键设备依赖进口，需突破材料国产化和规模化制造。在工艺稳定性方面，风光发电波动性对绿氨连续生产构成挑战，需发展柔性控制系统和储能技术。此外，在安全风险方面，氨气泄漏可能导致中毒和环境污染，需完善监测系统（如电化学气体检测器、压力传感器）和应急响应机制。

第二，政策与市场层面：存在标准不统一的问题，国际上绿氨碳足迹核算标准（如欧盟RFNBO vs 中国绿氢/绿氨认定）存在差异，影响贸易互认。绿氨产业化需长期政策支持（如电价补贴、碳信用交易），但政策稳定性受经济波动影响。存在国际贸易壁垒，CBAM（碳边境调节机制）碳关税可能抬高中国绿氨出口成本，需通过技术升级、统一认证和区域合作（如中欧绿色氢走廊）规避风险。

未来，绿氨的应用和发展需从以下几个方面推进：

第一，技术突破方向：研发高效低成本催化剂（如铁基、钴基材料）、优化柔性工艺、探索等离子体－电催化等新型合成路径。

第二，产业协同布局：构建“风光制绿氢-绿氨-下游应用”一体化产业链，推动农业、工业、能源领域协同发展。

第三，国际合作机制：在G20、APEC框架下推动绿氨标准互认，联合开发“一带一路”氢能项目，共享电解槽、储氢技术等核心专利。

第四，金融创新支持：设立多边绿氨基金，通过绿色债券、碳交易收益权质押等工具降低企业融资成本。

绿氨作为零碳能源载体和工业转型的关键路径，正从实验室走向产业化。中国凭借丰富的可再生能源、完善的化工基础和政策支持力度，有望在全球绿氨竞争中占据领先地位。未来，绿氨将不仅是“化肥原料”，更可能成为航运燃料、氢能储运的基石，甚至重塑全球能源贸易格局。

参考文献

[1] 温都苏，郝旭，张婧姝，等.“双碳”背景下绿氨运输市场分析及发展潜力展望[J].油气与新能源，2025，37（3）：9~16

策划制作

作者丨李娜 中石化石油化工科学研究院有限公司主任师 高级工程师

审核丨郭莘 中石化石油化工科学研究院有限公司高级专家 高级工程师

责编丨杨杨 王梦如

审校丨徐来 张林林