绿氨，新时代海洋的绿色引擎
随着全球能源结构加速转型，发展可再生能源已成为全球能源革命的一致行动。利用绿电制绿氢或绿氨，已被证实是全球脱碳的可行路径。这一以可再生能源驱动的零碳氨生产技术成为连接能源革命、渔业转型与交通业脱碳的关键枢纽。
而培育壮大海洋新兴产业、做大海洋新能源产业，也是全面贯彻党的二十大和二十届二中、三中全会精神，深入贯彻落实党中央、国务院关于发展海洋经济推进建设海洋强国的决策部署，围绕“向海图强”推进海洋经济高质量发展所走出的全新经济发展方向。能源产业与海洋经济发展相结合，能迸发出更强能量，能激活更多的新质生产力，能创造更高更广的经济活力。
海上风电、光伏等作为优质的可再生能源，相比陆上风电、光伏具有低湍流、年均利用时数高、更大单机容量等优点。随着我国十四五期间海上风电规模的不断增加，可再生能源并网、消纳、高成本、抗风腐蚀等问题逐步凸显，严重限制着海上可再生能源产业的快速发展。
电解水制氢是解决海上可再生能源消纳问题的重要方法之一，但氢气密度仅为0.083kg/m³，单位体积能量密度为11.8MJ/m³，为天然气能量密度的1/3，受限于当前的科技水平，氢气的生产、转运和利用仍存在诸多问题。而将绿氢进一步转化为绿氨，不仅能够获得更高的能量密度，同时在传统合成氨产业基础上便于实现大规模储存、运输和安全利用。氨不仅是重要的化工原料，可用于制造氮肥、氨水、铵盐、制冷剂等，同时氨作为燃料应用的重要性同样不容忽视。
海洋可再生能源通过电解水制氢进而合成氨，不仅便于利用传统合成氨产业基础，还有利于实现可再生能源的时空转换利用，消除我国可再生资源分布不均的能源格局，构建我国零碳“氢-氨”能源战略体系。
据统计2023年全球约98%的合成氨是由化石能源制取，其碳排放量占全球总碳排放量的1.8%。随着全球减碳需求的逐步增长，寻找新的绿色合成氨方案是当前最关键的挑战，而凭借零碳及可持续等优势，海上可再生能源制氢合成绿氨技术未来可期。
绿氨的核心在于以可再生能源替代化石燃料，重构拓展合成氨的全价值链。绿氨当前的价值不仅在于自身生产所减少的碳，更在于其作为“多功能载体”赋能各行各业，小到农业氮肥、交通行业甚至于工业脱碳、大到破解资源约束和限制、抢占产业链价值高地、重塑全球能源贸易格局等。
未来海上风电、光伏制氢合成绿氨项目将大幅增长，将进一步带动风电机组、电解水设备、催化剂、储运设备等环节市场的快速发展。这些可再生能源从海洋、陆地产生，通过技术与思想的化合转换，从生产源头到燃烧终端，几乎全程零碳排放，成为重构工业文明新时代的催化剂，当零碳园区的电解槽与风机同时运转时，新的绿色传奇正在书写。
在蓝色海洋经济领域，氨冷冻和氨动力的应用正逐渐成为行业关注的焦点，它们不仅对渔获物的长时保鲜运输和渔船的能源效率有着显著影响，还在环保和经济效益方面展现出巨大潜力，同时绿氨的生产和利用符合全球低碳发展的趋势，能够为海洋经济提供清洁、可持续能源和原料支持，促进蓝色海洋经济的可持续发展。
随着全球能源结构转型的不断推进，氨的能源属性和储能属性使其在动力燃料、清洁电力和储氢载体等新市场方面具备极大的发展潜力。一方面，氨可以直接用于供能，氨直接燃烧或者裂解混燃用于发电，有利于构建清洁电力系统和实现电力的应急；氨用于发动机燃料，有利于解决交通运输领域的碳排放问题，另一方面，氨作为储氢介质，利用催化技术可以实现氢氨的相互转化，为发展氢氨绿色能源产业奠定基础。
众所周知，氨是无碳无硫的，用作内燃机燃料时热效率高达50%，因此将氨燃料用于航行船舶上，通过燃烧氨或者使用氢氨燃料电池来驱动船舶的推进系统。氨燃烧时产生的主要排放物是水和氮气，对环境的影响极小。一方面氨可以在1MPa左右的加压罐中或在-34℃左右的低温罐中储存，这使得氨动力船舶在长途航行中具有较高的能源密度和空间利用率，另一方面显著降低了远洋航行中的碳排放，符合国际海事组织的排放目标。
氨燃料与LNG等其他低温燃料在送至船舶主机燃用之前需要汽化至供气温度，这一过程会释放大量冷能，如果这部分燃料冷能直接被海水和空气带走，会造成冷能的浪费。在船舶上为解决食品储存问题和提高船舶舱室的舒适性，通常在船舶上设有冷库 (低温冷库和高温冷库)、空调等设备或者传统用冰制冷等，这些设备均需要依靠制冷机组进行制冷，因此会消耗大量船舶的电能。基于此，将氨燃料中所蕴含的冷能进行回收，并应用在冷库(低温冷库和高温 冷库)和空调等设备中，那么这种方法既可以有效避免氨燃料冷能浪费的问题，还可以节省冷库和空调设备对船舶电网的电力消耗，同时可以实现远洋冷链物流的成本下降。
随着全球对环境保护的重视，远洋捕捞行业对环保型制冷剂和动力系统的需求日益增加。氨制冷系统因其高效、环保的特性，成为远洋捕捞行业的首选。根据2024年的市场分析，氨制冷系统在远洋捕捞中的应用比例逐年增加，特别是在大型捕捞船队中，氨制冷系统的安装率已超过60%。
能源利用效率提升：氨作为一种潜在的清洁能源，其在远洋捕捞中的动力应用具有广阔的前景。氨燃烧时产生的能量可以用于驱动船舶的推进系统，减少对传统化石燃料的依赖。此外，氨动力系统还可以与氨制冷系统相结合，实现能源的梯级利用，进一步提高能源利用效率。例如，瓦锡兰公司和挪威航运集团Grieg Star合作，计划于2024年前下水一艘氨燃料动力油轮——MS Green Ammonia。该船使用氢气与氮气合成的绿氨作为船用燃料，同时也将向挪威/北欧的船东和工业以及北极社区等其他海洋终端用户供应绿氨，从而减少碳足迹。
环保与可持续发展的链接：氨动力的环保优势显著。氨燃烧时产生的主要排放物是水和氮气，对环境的影响极小。在远洋捕捞中推广氨动力，有助于减少温室气体排放，降低对海洋生态环境的污染，符合全球环保趋势和可持续发展的要求。此外，氨可以通过多种途径生产，包括可再生能源的电解水制氢再合成氨，这为远洋捕捞行业提供了更加清洁、可持续的能源解决方案。
提升渔获物保鲜质量：氨制冷系统能够迅速将渔获物的温度降低至适宜的保鲜温度，有效抑制微生物的生长和繁殖，延长渔获物的保鲜期。例如，通过直接蒸发式制冷系统，氨制冷剂在蒸发器中直接蒸发吸热，使渔获物快速降温，保持其新鲜度。此外，氨水吸收式制冷系统利用渔船主机尾气的余热来驱动制冷循环，不仅为渔获物保鲜提供了充足的冷量，还实现了能源的高效利用。
节能与环保效益：氨的单位容积制冷量大，能效比较高，能够有效降低渔船的能源消耗。同时，氨不破坏臭氧层，无温室效应，是一种对自然环境友好的制冷剂。与传统的制冷剂相比，氨制冷系统在运行过程中对环境的影响更小，符合远洋捕捞行业可持续发展的要求。
随着技术的不断进步和应用经验的积累，以氨能作为核心，实现多能互补、储能调峰、智能调控、综合供能等都将实现，远洋冷链物流结合陆地氨冷产业园，氨动力耦合冷冻系统的应用将更加广泛。
氨制冷系统和氨动力在远洋捕捞中的应用具有重要的战略意义。它们不仅能够显著提升渔获物的保鲜质量，降低能源消耗，减少环境污染，还能为远洋捕捞行业提供更加清洁、可持续的能源解决方案。随着技术的不断进步和应用经验的积累，氨制冷系统和氨动力有望在远洋捕捞中得到更广泛的应用，推动行业的可持续发展。
随着全球对碳中和目标的追求，绿氨作为一种可持续的化学物质和能源载体，正逐渐成为未来能源和化工领域的重要方向。海洋作为地球上最大的生态系统，不仅为绿氨的生产提供了丰富的资源，还为绿氨的应用开辟了广阔的前景。有了绿氨这个“绿色引擎”，我们就能推动海洋经济绿色转型升级、强化海洋绿色技术创新和应用、加快发展方式绿色转型，从而推动海洋产业向高端化、智能化、绿色化方向发展，实现中华民族的海洋强国梦。
从目前研究来看，绿氨在海洋发展中的应用场景多种多样：作为航运燃料替代传统燃料减少航运业排放；作为海洋能源存储可实现长期储存和长距运输；作为养分可实现海洋牧场的可持续利用；作为海洋环境保护可结合碳捕集技术用于海洋生态系统修复。随着技术的进步和政策的支持，绿氨有望成为海洋经济的重要组成部分，推动航运、能源、农业等领域的绿色转型。未来海洋绿氨价值链将为向海图强的绿色海洋经济发展提供强劲动力，为全球碳中和目标和可持续海洋经济作为重要贡献。
