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氢气消纳是氢能产业长远发展的基础，目前氢气消纳主要包括化工、交通、发电、建筑四个领域，其中化工为主要领域，对氢气的需求量最大，是氢气消纳的主要场景，在2020年的氢气消纳中，合成氨和甲醇分别占比37%和27%，化工消纳占比超60%。绿氢化工是实现化工行业深度脱碳的重要途径，绿氨生产甚至可以摆脱对煤炭产地的依赖，向绿氢产能中心聚集。
2020年中国氢能消费量结构
氨和甲醇是七种基本化学品之二，同体积下，液氨含氢量比液氢多60%，体积能量密度是液氢的1.5倍，常温加压可液化、不易蒸发，储运损耗低；而甲醇的优势则为在常温下为液体，储运更方便。
氢、氨、甲醇物性及储运成本对比
绿氢化工产品成本与市场前景
合成氨是目前绿氢最主要的消纳途径。有数据统计，截至 2023 年 4 月，在建及规划绿氢项目超 19GW，其中 58%的绿氢项目为合成氨项目，有超过 80%的产能配套合成氨装置作为下游用氢场景。
绿氢合成氨成本包含固定资产投资的折旧成本、运营维护成本和原料能耗成本，其中请原料是影响合成氨价格的关键因素。在目前的技术条件下，假设制氢用电电价为0.25元/kW·h，则氢原料成本价格约为19元/kg，合成氨成本中氢原料成本约为3330元/t，合成氨用电电价0.35元/kW·h，综合考量和每吨合成氨成本约为4100元左右。
不同电价下合成氨成本及价格分析
合成氨的价格受市场供需情况影响2017-2021 年，市场均价在 2768-3470 元/t，2022 年上半年市场均价飙升至在 3758-5110 元/t 之间，下半年一度跌落至2746 元/吨，之后有所回升，至2023年8月合成氨价格围绕2500-3500元/吨区间震荡。考虑合成氨市场波动，未来随着技术进步降本增效，绿氨生产成本有望和市场平价。
合成氨表观消费量及年均价格（数据来源：中国海关、国家统计局、香橙会）
合成氨的应用场景分为工业用氨和农业用氨，2021年国内氨气总出货量5189万吨，对应氢气需求934万吨，2021年内蒙古农用氮肥约300万吨，按每吨氮肥需求氨气0.6吨、每吨氨气需求氢气0.18吨计算，仅内蒙古氮肥合成使用场景每年就可为绿氢提供32.4万吨的应用空间。
除农用外，绿氨还可应用于燃料、发电等多个领域，自2016年起，氨的下游消费量呈“减肥增化”的趋势，农业用氨比重降低，工业用氨增长明显。中创碳投首席科技官唐进预测，2050年全球氨需求预计将达到7亿t，其中船用替代燃料需求将达2亿t。绿氨动力船舶能量密度远高于氢气，且可利用现有氨供应链和基础设施，在大型船舶远航领域有较好的应用前景。
国内甲醇用氢相比合成氨要低一些，但近年来多个绿氢制甲醇项目落成，新赛道格局打开。
据统计，目前国内绿色甲醇项目已有14个，投资超百亿的有4个，绿色甲醇产能已接近450万吨。但目前绿色甲醇的成本高于普通甲醇，如果其他条件不变，度电成本在0.2元和0.1元时，则甲醇成本会降到3376元/吨和2156元/吨，电力成本占比分别降至71%和55%。因此，当度电成本降至0.1元时，绿色甲醇成本可与当前煤制甲醇或天然气制甲醇相当。
在减排及可得性方面，绿色甲醇具有不可替代的优势，未来潜力巨大。
应用方面，绿色甲醇是商用车与航运业减排脱碳的重要抓手。
商用车燃料方面，甲醇燃料是商用车减排的重要支点。2023年2月，河南省顺成集团、吉利科技集团等共同出资6.5亿元，建设11万吨/年绿色甲醇、联产7万吨/年LNG项目，该项目在安阳正式投产，是世界上规模最大的二氧化碳加氢制绿色甲醇工业化生产装置。
航运脱碳方面，甲醇燃料是“用油大户”航运业实现国际海事组织（IMO）脱碳目标的重要途径。2023年4月，中国船舶集团有限公司与法国达飞海运集团4月6日在北京签订合作协议，协议建造2型16艘超大型集装箱船，包括12艘15000TEU甲醇双燃料动力大型集装箱船和4艘23000TEU液化天然气（LNG）双燃料动力超大型集装箱船，金额达210多亿元人民币。15000TEU甲醇双燃料动力大型集装箱船采用绿色甲醇作为主要燃料，可实现全航程净零排放。
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