绿醇 vs. 绿氨

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风光氢储氨醇一体化项目正在成为行业发展的热点，国内有数十个项目正在推进，总投资超过一千亿元。一个典型的风光氢储氨醇一体化项目，配置的500MW风光单元需25亿元投资。加上制氢单元和化工单元，整个项目的投资约为50亿元左右，风光绿电仅有少量上网。

2023年最新进展：

• 亿利洁能与国家电投联合开发绿电-绿氢-绿氨项目，10万吨/年绿氨产能。2023年4月，项目环境影响评价第一次公示。
• 三一重能乌拉特中旗风光氢储氨一体化示范项目，绿氨15万吨/年产能。
• 兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目，储氢规模为10万Nm3，合成氨项目。
• 中煤10万吨/年二氧化碳加绿氢制甲醇技术示范项目，绿色甲醇10万吨/年产能。
• 中煤50万吨/年离网型风光制氢合成绿氨技术示范项目，制氢产能为9万吨/年，下游合成氨。
• 吉电大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目，合成氨建设规模18万吨/年。
• 远景能源赤峰市能源物联网零碳氢氨一体化示范项目，制氢能力24200吨/年。
• 金风科技50万吨/年风电制绿色甲醇项目，50万吨/年甲醇。
• 中能建乌拉特中旗风光制氢制氨综合示范项目，绿氨5.7万吨/年。
• 中石油乌兰察布兴和县风光发电制氢合成氨一体化项目，年制氢能力25700吨，用于合成氨、尿素。
• 国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目，年产2.5亿Nm³绿氢，用于国能阿拉善高新区一期14万吨绿氢合成氨项目。
• 国际氢能冶金示范区新能源制氢联产无碳燃料项目，年产30万吨新能源制氢、120万吨绿氨。
• 中核科右前旗风储制氢制氨一体化示范项目，年生产绿氢2.16万吨，下游生产绿氨。
• 中能建风光氢储及氢能综合利用一体化示范项目，绿色合成氨年产量3.9万吨。
• 中能建松原氢能产业园（绿色氢氨醇一体化）项目，60万吨绿色合成氨/醇。一期20万吨级柔性合成氨装置和2万吨绿色甲醇装置。
• 腾格里60万千瓦风光制氢一体化示范项目，制氢能力达到20827吨/年，用于合成氨项目及己内酰胺装置产能提升。
• 中电建赤峰风光制氢一体化示范项目，年产氢气1.86万吨，所产氢气全部用于合成氨。
• 中能建巴林左旗绿色氢基化工基地示范项目，年产10万吨/年低压合成氨。
  

18个项目中，3个绿醇，17个绿氨。大佬们投的票。

论文分享 | 支撑绿氢大规模发展的氨、甲醇技术对比及应用发展研究

氨气和甲醇作为燃料也存在各自的间题。氨的爆炸极限范围窄，因此安全性更好。但氨燃点温度高达 651.1C.更为重要的是氨的点火能量高达680 MJ 且燃烧缓慢，导致氨在燃烧时非常容易发生断燃现象，造成纯氨的燃烧利用非常困难。相关利用暂时处于研究和示范阶段。相比之下，甲醇在燃点和点火能量方面更具优势，能够维持稳定燃烧，但用醇中氧含量较高，导致单位热值较低，因此利用时需消耗更多的燃料。目前甲醇主要用于小型航模、遥控车等方面的动力来源，在大型燃烧、动力设备上应用有限。相比于氨，甲醇的直接燃烧技术开发利用在当前技术水平下更加容易实现。

作为氢能的载体，无论是合成还是分解制氢。氨的反应条件都要比甲醇要求更高(反应温度、压强等)，因此能耗也更高。氨的最大优点有2个：1)效率高，通过氨气实现氢能的总转化效率可以高达90% 以上；2)要求低，只需要解决绿氢来源即可实现绿氨的合成和氢储运。相比之下，甲醇虽然合成温变、压强更低，但除了绿氢来源问题，还需要解决二氧化碳的来源问题。而利用甲醇催化重整制氢同样会造成碳排放。因此二氧化碳捕集技术对于甲醇合成极为重要。在无二氧化碳排放的要求下。相比于甲醇，利用氨促进氢的储运和应用是当前技术条件下更加容易实现、效率更高的方式。

相比之下，绿氨的生产仅需以绿氢替代灰氢即可实现；而绿色甲醇的生产及制氢还需要结合碳捕集技术。因此绿氨生产更为直接，且更容易实现绿氢的高效储运而不涉及碳排放。不过氨具有较大毒生且燃烧速率较为缓慢，因此在利用氨作为能源时要注意安全间题，并重点关注氨的持续稳定燃烧技术。而将氨作为氢能储运载体时，要重点开发能耗更低的氨裂解制氢催化剂。提高氢气气储运效率。

在甲醇利用时应注意，甲醇对橡胶和部分金属其有腐蚀作用。因此在利用甲醇时要针对性开发耐甲醇腐蚀的材料技术，并对现有的设备材料进行升级改造。与氨技术相比，甲醇在利用时依然容易有碳排放产生.因此需要结合二氧化碳的捕集、利用技术。开发零碳甚至负碳的“甲醇+二氧化碳技术”联用。如将甲醇用于树脂、塑料等生产后达到“固碳”作用，实现全过程的负碳排放。在促进氢能储运方面，虽然甲醇制氢目前的转化效率路低于氨，但甲醇的生产和重整制氢工艺条件比氨要求低(温度、压力等参数)，因此单位能耗和总能源利用效率有望达到更佳水平。因此，氨和甲醇在促进氢能储运方面名有利弊。

深度研究：绿氢消纳制氨和甲醇市场空间有多大？

氢储能起初指通过电解水的方式，利用低谷富余的电能制氢；在用电高峰将氢经燃料电池转换对缺口进行补充，即电‒氢‒电（Power-to-Power，P2P）过程。由于电-氢转化效率约为60-80 %，而氢-电转化效率更低，对于电能的总利用率不到三成。后提出进行电-氢的单向转化，称为P2G（Power-to-Gas）。由于氢气存在爆炸限范围宽、存储蒸发量大、缺乏配套设施等问题，氢就地转化为氨与甲醇再进行储运等措施被重视，即P2X（Power-to-X）。

各年风、光电装机总量 资料来源：国家能源局，国家统计局，香橙会研究院整理

自2018年国家发改委和能源局印发《清洁能源消纳行动计划（2018-2020年）》以来，弃风弃光率连年下降，取得显著成效，至2022年风电利用率达到96 %，光伏利用率超过98 %。然而随着全年发电量的稳定增长，弃电总量逐年增多，如何消纳这部分资源使得氢储能备受关注。

各年弃电量 资料来源：国家能源局，国家统计局，香橙会研究院整理

氢气理化性质上的诸多缺点促使人们将其转化为其他化工产品再加以利用。氨和甲醇是七种基本化学品之二。同体积下，液氨所含氢比液氢多60 %。氨储运基础设施较为完善，在常温下加压即可液化，不易蒸发，在储存及运输中的损耗量都较低。甲醇的一个显著优势在于常温下为液体，存储、运输方式接近石油。甲醇的生产端技术，即烟道废气中富集或其他化工过程联产CO2均相对成熟。在民用消费侧，可在已建成的加油站基础上适当扩建，降低设备建设的成本。

资料来源：公开数据，香橙会研究院整理
2022年中国氢气来源与消费结构示意图 资料来源：氢界，香橙会研究院整理
氨产能、产量及年均增长率 数据来源：国家统计局，中国氮肥工业协会，香橙会研究院整理
2022年合成氨下游产品分布 数据来源：卓创资讯，香橙会研究院整理
合成氨进出口量 数据来源：中国海关，香橙会研究院整理
甲醇主要用途 资料来源：公开资料，香橙会研究院整理
2022年甲醇下游产品分布 资料来源：WIND，香橙会研究院整理

甲醇制氢领域，得益于部分炼化装置加氢需求增加以及清洁能源政策的推广，其在甲醇年总消费中占比已达到4.82 %。2022年能源价格普遍高位，醇制燃料的经济性凸显，占比达4.6 %。此外，作为锂电池电解液的主要原料之一的碳酸二甲酯以及作为可降解塑料上游的BDO未来都有较大产能，预估拉带动甲醇消费增长5 %到8 %。

甲醇产能、产量及年均增长率 资料来源：公开数据，香橙会研究院整理
甲醇进出口量 资料来源：中国海关，香橙会研究院整理

近几年来甲醇消费量始终保持增长，从全国甲醇价格走势看，甲醇市场整体呈现稳中向好，年均价格在1500-3000元/吨范围内波动。

2022年中国灰氢合成氨约为4300万吨，理论计算需氢气760万吨，计算氢气利用率后，合成氨总灰氢消耗量为900万吨；同理，合成甲醇中绿氢对灰氢替代需求最多约850万吨；中国合成氨进出口总体保持平衡，绿氢替代空间不大，合成甲醇年均缺口1200万吨，若全部用绿氢制甲醇替代，绿氢需求约170万吨。加总，在合成氨、甲醇领域，我国绿氢替代空间1920万吨。当然随着液氨、绿色甲醇作为新型能源载体、以及新型燃料后，绿氢替代空间进一步打开。