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我国合成氨行业:产能由减转增且以煤制为主 绿氨项目建设步伐不断加快

前言:

2016-2021年我国合成氨产能持续缩减,但自2022年起,其产能由减转增,2023年同比增长9.63%。其产量则自2018年起持续上升,2024年同比增长8.02%。目前,我国合成氨生产主要以煤炭作为原料,2023年煤制合成氨产能占比约为79%左右。

根据主要原料氢气的碳足迹,合成氨主要可以分为灰氨、蓝氨和绿氨。与灰氨和蓝氨相比,其不依赖化石能源,碳排放几乎为零,具有显著环境效益,市场前景广阔。但受生产成本高,技术发展不成熟等因素限制,目前我国绿氨生产仍处于探索和起步阶段。不过在广阔前景吸引下,越来越多的企业开始布局绿氨赛道,绿氨项目建设步伐不断加快。

1.合成氨产业链剖析

根据观研报告网发布的《中国合成氨行业现状深度研究与未来投资调研报告(2025-2032年)》显示,合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨,别名氨气,分子式为NH3,是化肥和基本有机化工的主要原料。其产业链上游原材料包括天然气、石脑油、重质油、煤炭、催化剂等;中游为合成氨生产与供应;下游为应用领域,其在农业和工业中有着广泛的用途。在农业中,合成氨主要用于生产磷酸一铵和二铵、尿素等磷肥和氮肥;在工业中,其被广泛用于生产硝酸、硝酸盐、丙烯腈、甲醇、三聚氰胺、己内酰胺等化工产品。

合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨,别名氨气,分子式为NH3,是化肥和基本有机化工的主要原料。其产业链上游原材料包括天然气、石脑油、重质油、煤炭、催化剂等;中游为合成氨生产与供应;下游为应用领域,其在农业和工业中有着广泛的用途。在农业中,合成氨主要用于生产磷酸一铵和二铵、尿素等磷肥和氮肥;在工业中,其被广泛用于生产硝酸、硝酸盐、丙烯腈、甲醇、三聚氰胺、己内酰胺等化工产品。

资料来源:观研天下整理

2.合成氨产能由减转增,以煤制合成氨为主

我国合成氨行业起步于20世纪30年代,但受制于技术等因素影响,到1949年之前,其工业基础较为薄弱,仅有少数几家企业能够生产合成氨,行业整体规模较小。自20世纪50年代以来,随着农业、工业等领域需求增加,我国合成氨行业不断发展壮大,到2008年我国合成氨产能达到约5700万吨,其后继续上升,至2015年达到7532万吨。2016年,国家工业和信息化部发布的《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》明确,原则上不再新建以无烟块煤和天然气为原料的合成氨装置,并提出陆续加快落后产能的淘汰进程。受政策等因素影响,自2016年起,我国合成氨行业大力清退落后产能,至2021年,其产能缩减至6488万吨,相较2015年高峰期减少1044万吨。不过,到2022年,我国合成氨产能结构调整阶段性完成,再加上新增产能投放较多,使得其产能由减转增,上升为6760万吨,同比增长4.19%;其后其产能继续回升,达到7411万吨,同比增长9.63%。

我国合成氨行业起步于20世纪30年代,但受制于技术等因素影响,到1949年之前,其工业基础较为薄弱,仅有少数几家企业能够生产合成氨,行业整体规模较小。自20世纪50年代以来,随着农业、工业等领域需求增加,我国合成氨行业不断发展壮大,到2008年我国合成氨产能达到约5700万吨,其后继续上升,至2015年达到7532万吨。2016年,国家工业和信息化部发布的《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》明确,原则上不再新建以无烟块煤和天然气为原料的合成氨装置,并提出陆续加快落后产能的淘汰进程。受政策等因素影响,自2016年起,我国合成氨行业大力清退落后产能,至2021年,其产能缩减至6488万吨,相较2015年高峰期减少1044万吨。不过,到2022年,我国合成氨产能结构调整阶段性完成,再加上新增产能投放较多,使得其产能由减转增,上升为6760万吨,同比增长4.19%;其后其产能继续回升,达到7411万吨,同比增长9.63%。

数据来源:中国氮肥工业协会、观研天下整理

目前,全球约70%以上的合成氨生产以天然气为原料。而我国煤炭资源丰富,但油气资源相对贫乏。因此国内合成氨生产主要以煤炭作为原料,2023年煤制合成氨产能占比约为79%左右。

目前,全球约70%以上的合成氨生产以天然气为原料。而我国煤炭资源丰富,但油气资源相对贫乏。因此国内合成氨生产主要以煤炭作为原料,2023年煤制合成氨产能占比约为79%左右。

数据来源:观研天下整理

3.我国合成氨下游消费以尿素为主,产量不断上升

我国合成氨下游消费以尿素为主,2022年占比约为61%。尿素是一种常见的氮肥,常用于水稻、高粱、谷子、棉花、玉米、小麦等农作物,需求以刚需为主。近年来,在下游需求推动下,我国尿素产量整体上升,由2018年的5207万吨增长至2024年的6723.7万吨。每生产1吨尿素约需要消耗0.57吨合成氨。尿素产量整体上升也为合成氨行业发展提供了有力支撑。

我国合成氨下游消费以尿素为主,2022年占比约为61%。尿素是一种常见的氮肥,常用于水稻、高粱、谷子、棉花、玉米、小麦等农作物,需求以刚需为主。近年来,在下游需求推动下,我国尿素产量整体上升,由2018年的5207万吨增长至2024年的6723.7万吨。每生产1吨尿素约需要消耗0.57吨合成氨。尿素产量整体上升也为合成氨行业发展提供了有力支撑。

数据来源:卓创资讯、观研天下整理

数据来源:卓创资讯、观研天下整理

数据来源:中国氮肥工业协会、观研天下整理

在尿素等下游行业发展带动下,近年来我国合成氨产量不断上升,2024年达到7307.7万吨,同比增长8.02%。

在尿素等下游行业发展带动下,近年来我国合成氨产量不断上升,2024年达到7307.7万吨,同比增长8.02%。

数据来源:中国氮肥工业协会、观研天下整理

4.我国绿氨生产仍处于探索和起步阶段,项目建设步伐不断加快

根据主要原料氢气的碳足迹,合成氨主要可以分为灰氨、蓝氨和绿氨。其中,我国生产的合成氨主要为灰氨。其原料氢气源于化石燃料(煤炭等),且未捕集生产氢气过程当中产生的二氧化碳,碳排放强度最高。而绿氨是以可再生能源为动力进行电解水制氢,再与氮通过热催化或电催化等技术合成。与灰氨和蓝氨相比,其不依赖化石能源,碳排放几乎为零,具有显著环境效益。

三类合成氨情况

项目 灰氨 蓝氨 绿氨
概述 原料氢气源于化石燃料,且未捕集生产氢气过程当中产生的二氧化碳。 氢气来源同样是化石燃料,但生产过程中采用了碳捕捉与封存技术(CCS),能减少部分碳排放。 以可再生能源为动力进行电解水制氢,再与氮通过热催化或电催化等技术合成,即以绿氢制备绿氨。
优势 成本相对低、技术发展成熟 碳排放相对灰氨低 不依赖化石能源,绿色环保、无污染
弱势 碳排放强度最高、能耗大、依赖化石燃料等 依赖化石燃料等 生产成本高、技术发展不成熟等

资料来源:公开资料、观研天下整理

合成氨作为高耗能产业,是我国能源消耗和二氧化碳排放的重点行业。2020年其碳排放量为2.2亿吨,约占化工行业碳排放总量的19.9%,在所有化工产品中排名第一。在“双碳”战略目标下,合成氨行业绿色转型迫在眉睫,低碳、环保的绿氨迎来重大发展机遇,市场前景广阔。值得一提的是,受生产成本高,技术发展不成熟等因素限制,目前我国绿氨生产仍处于探索和起步阶段,目前产能极少。不过在广阔前景吸引下,越来越多的企业开始布局绿氨赛道,绿氨项目建设步伐不断加快。据势银(TrendBank)统计,截至2024年7月1日,我国绿氨相关项目(含在建、规划)共94个,总规划产能约1733.75万吨;到年底,其相关项目超过120个,总规划产能约2076.49万吨。未来,随着项目相继建设投产、生产成本降低以及利好政策推动,我国绿氨行业有望迎来快速增长,产能将不断上升。

截至2024年底我国部分绿氨相关项目情况

项目名称 公司 总投资 规划绿氨产能 状态 备注
吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目 吉林电力股份有限公司 63.32亿元 18万吨 在建 预计2025年5月30日产出首桶合格绿氨
内蒙古四子王旗风光储氢氨一体化示范项目 内蒙古冀众新能源科技有限公司 189亿元 50万吨 在建 预计2026年3月项目投产
中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目 中国能源建设集团有限公司 296亿元 60万吨 在建 预计2024年7月份完工,年底项目投产达效
内蒙古天楹能源有限公司投资建设的风光储氢氨一体化产业园示范项目 内蒙古天楹能源有限公司 37亿元 45万吨 在建 -
远景零碳技术(赤峰)有限公司152万吨/年零碳氢氨项目 远景零碳技术(赤峰)有限公司 53亿元 62万吨(一期) 在建 2024年3月,一期P0期2万吨绿氨顺利投产;一期P1期绿氨30万吨已于2024年5月启动,预计2025年12月投产
水木明拓绿氢制80万吨绿氨项目 水木明拓(达茂)氢能源科技有限公司 24亿元 80万吨 2024年9月项目获准备案 计划2025年5月开始施工,2027年12月竣工

资料来源:公开资料、观研天下整理(WJ)

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