氨(NH₃)是一種無色氣體,由氮和氫組成,是生產最廣泛的化合物之一,預計2021年全球產量約為1.5億噸。這種化學物質是生產大多數下游氮產品的基本組成部分和必要的中間產物。目前,氨的主要用途是作為肥料的氮源,如尿素、磷酸銨和複合肥料。其他用途包括塑膠製造、製冷劑氣體和清潔製劑。儘管目前生產的幾乎所有氨都用於農業和工業部門,但預計未來幾年將出現。

在過去幾年中,氨產量一直相當穩定。2021年,全球氨產量估計約為1.5億噸。東亞是氨產量最高的地區,約為6460萬噸。僅中國在2021年就生產了約3900萬噸氨,在全球氨生產國家中排名第一。

2010-2021年全球氨產量(百萬公噸) 資料來源:Statista.com
 

到目前為止,2019年尿素是用量最大的氮肥。同年,尿素的氮消耗量超過5200萬噸。複合氮磷鉀肥料排在第二位,氮素消耗量約為1800萬噸。

2019年全球氮肥消費量(以1000公噸氮為單位) 資料來源:Statista.com
氨在未來的作用

在能源轉型的背景下,氨的新應用特別有趣,因為這種化學品有可能被用作無碳能源商品。具體來說,氨正在成為海上運輸和發電的一種替代燃料。此外,鑑於氨易於運輸和儲存,它還可以被用作氫氣載體。

到2050年,全球對氨的需求預計將達到4.7億公噸,農業和工業仍將在氨應用中佔據主導地位。然而,到2050年,預計會出現3種新的應用。其中,航運燃料將成為2050年氨需求的主要驅動力,達到1.82億公噸。氫氣運輸和發電將緊隨其後,分別為3600萬噸和2000萬噸。總的來說,據估計,到2050年,新的應用將佔到氨需求的一半左右。

2021年至2050年全球氨需求預測,按應用分類(百萬公噸) 資料來源:Statista.com

2021年,全球對氨的需求估計為1.84億公噸,農業和工業是這種化學品的唯一應用。到2050年,業和工業部門預計將佔全球氨需求的一半左右,估計需求約為2.32億公噸。另外一半將用於新應用,其中航運燃料佔比最大,約為39%。與此同時,作為氫載體的氨和用於發電的氨預計在2050年將分別佔全球需求的8%和4%。

2050年全球氨需求的應用預測分佈 資料來源:Statista.com
灰色、藍色和綠色的氨

生產氨最常用的工業程式是Haber-Bosch工藝,它包括使用催化劑在高壓和高溫下進行的氫氣和氮氣反應。這是一個能源密集型的過程,碳足跡很高。事實上,氨生產是全球溫室氣體排放量最高的化學過程之一。

據預測(在可持續發展情景下),2030年全球氨生產產生的二氧化碳排放量將從2015年的4.278億公噸下降到3.439億公噸。在化學工業中,排放和氣候變化日益成為一個重要的話題。

2015年至2030年全球化學品生產二氧化碳排放量,按化學源分列(百萬公噸) 資料來源:Statista.com

當這個過程中使用的氫來自化石燃料時,產生的氨被稱為灰氨。另一方面,藍色氨結合了傳統的氨合成和碳捕獲和儲存,而綠色氨僅由可再生資源產生。今天,氨幾乎完全是由化石燃料生產的,儘管清潔氨的市場預計在未來幾年將迅速增長。

預計到2050年,清潔氨將成為最大的化學品供應來源。特別是,綠色氨所佔的份額最高,約為43%,而藍色氨估計佔27%。與此同時,預計到2050年,灰色氨將佔全球氨供應的剩餘30%。

2050年全球氨供應的預測分佈,按型別分類 資料來源:Statista.com
 

2021年,全球綠色氨市場的收入約為1680萬美元,高於前一年的1070萬美元。在未來十年,這個市場預計將以90.4%的複合年增長率(CAGR)增長,到2030年將達到約48億美元。

2019-2021年全球綠氨市場收入,2022-2030年預測(單位:百萬美元) 資料來源:Statista.com