氨的基本特性

氨在常温下为无色气体，拥有易液化、易挥发、可燃及强烈刺激性气味等特点。其稳定性强，极易溶于水，并在高温条件下能分解为氮气和氢气。作为世界上生产及应用最广泛的基础化学品之一，氨在农业（如制造肥料）和工业生产中发挥着不可替代的作用。尤为重要的是，氨气在理想燃烧条件下仅产生氮气和水，这一特性使其成为具有零碳排放潜力的燃料选项，为减缓气候变化提供了新的解决方案。

图：氨的用途合成氨的多元路径与绿氨崛起

合成氨技术是实现氨大规模生产的关键。根据氢气来源的不同，合成氨可分为灰氨、蓝氨和绿氨三类：灰氨：利用天然气和煤等传统化石能源制取的灰氢与氮气合成，过程伴随较高的碳排放。蓝氨：虽然氢气仍源自化石燃料，但通过捕获并储存二氧化碳，减轻了对环境的负面影响。绿氨：采用可再生能源（绿电）产生的绿氢与氮气合成，整个生命周期内实现零碳排放，是未来发展的主流趋势。

图：合成氨生产途径及分类

合成氨制备分两个工艺段，制氢部分有所差异。合成氨制备分为制氢和制氨两个工艺段，制氢过程因氢气制备来源不同工艺有所不同，我国灰氨制氢主要是用煤制氢工艺，而绿氨制氢部分则用的是电解水制氢工艺。绿氨合成几乎无碳排放。灰氨所用的煤制氢工艺核心反应式是C+H2O→H2+CO以及CO+H2O→H2+CO2，在制取过程中会有大量的碳排放，且所用网电中的火电也会导致间接碳排放。而绿氨合成工艺制氢部分工艺路线短，主要能耗都用绿电，需要的原料为H2O，生成物为H2和O2，碳排放几乎为零。

绿氨：零碳燃料与氢能载体

在中国，燃煤发电占比较高，导致碳排放量大。绿氨的引入，为减少碳排放提供了一条可行路径。作为零碳燃料，绿氨可以由绿电和绿氢直接生产，其燃烧产物仅为氮气和水，实现了从生产到使用的全程零碳排放。

绿氨在火力发电中的应用：利用绿氨部分替代煤炭，不仅避免了现有火电资产的闲置浪费，还无需对电网进行大规模新建或改造，有效利用了现有资源。随着技术的不断进步，绿氨的应用范围有望从火力发电扩展到更广泛的燃煤工业领域，加速碳中和进程。

绿氨掺烧的减排效果：研究表明，在火力发电中掺入一定比例的氨，能显著降低CO和CO排放。日本科学家的模拟实验显示，随着掺氨比例的增加，电站锅炉的碳排放量逐渐减少，验证了绿氨作为减排工具的可行性。

来源：《氨燃烧经济性分析及煤氨混燃研究进展》

氨，尤其是绿氨，作为新型零碳燃料和氢能的高效载体，不仅在减少碳排放、对抗气候变化方面展现出巨大潜力，同时也为能源结构的绿色转型提供了创新思路。随着技术的持续进步和成本的逐步降低，绿氨有望成为推动全球能源革命和实现可持续发展目标的关键力量。