综述：从蓝氨到绿氨生产的转型路径：技术经济、环境与政策框架的比较研究

这篇综述系统评述了2020-2025年间蓝氨（CCS耦合传统工艺）、绿氨（可再生能源电解）及混合氨生产的技术进展，通过技术经济分析（TEA）和生命周期评估（LCA）揭示蓝氨的经济优势与绿氨的零碳潜力，强调政策框架（如碳定价）对规模化转型的关键作用，为可持续氨生产提供集成技术-经济-环境的决策参考。

　　

Abstract
氨因其高氢密度、无碳燃烧和成熟基础设施，正成为极具潜力的氢载体。然而传统氨生产的高能耗与高碳排放问题亟待解决。本文聚焦蓝氨（结合碳捕获的化石路线）、绿氨（可再生能源电解）及混合技术的创新进展，通过技术经济与生命周期对比，揭示不同路径的优劣与适用场景。

Introduction
全球氨生产贡献近2%的CO₂
排放，哈伯-博世（HB）工艺虽经百年优化，仍面临400-650°C高温、100-400bar高压的能耗瓶颈。历史演变从电解氢到天然气蒸汽重整（SMR），当前72%产能依赖天然气，能耗达46GJ/吨氨。蓝氨通过碳捕获（CCS）可减排，但依赖甲烷泄漏控制；绿氨虽零碳，却受制于电解成本（现680-900美元/吨）与可再生能源间歇性。

Comparing ammonia with other hydrogen carriers
氢载体中氨以体积能量密度优势脱颖而出（索引值达1.5），但其毒性处理与低温储存需求仍是挑战。相较甲醇和液态有机氢载体（LOHC），氨更适合长距离氢运输。

Grey ammonia production
传统灰氨依赖HB工艺与空气分离（ASU），技术包括变压吸附（PSA）、膜分离和深冷法。SMR工艺的CO₂
排放达1.6吨/吨氨，而新兴气体切换重整（GSR）可提升碳捕获率至90%。

Techno-economic viability
蓝氨CAPEX比绿氨低40%，但碳价超过80美元/吨时经济性逆转。绿氨中质子交换膜（PEM）电解槽效率达70%，但需配套大规模储能。混合系统（如风光-天然气耦合）的平准化氨成本（LCOA）可降至400美元/吨。

LCA of blue ammonia production
蓝氨的全球变暖潜能（GWP）为灰氨的30%，但甲烷泄漏使酸化潜力（AP）增加15%。绿氨的GWP近乎零，但电解槽生产环节的稀土金属开采导致生态毒性（ET）升高。

Policy frameworks
欧盟碳边境税（CBAM）将氨纳入管控，日本氢能战略明确2030年绿氨占比30%。中国通过可再生能源配额制推动试点项目，但CCS补贴不足制约蓝氨发展。

Technological breakthroughs
电化学氮还原反应（e-NRR）实验室法拉第效率突破100%，等离子体辅助合成使反应压力降至50bar。沙特NEOM项目将建成全球最大4GW绿氨工厂，验证风光直供电解槽的可行性。

Conclusion
2024年蓝氨仍为过渡主力，但绿氨项目已覆盖五大洲。政策驱动下，氨经济正从化肥拓展至航运燃料与氢能网络，需跨学科合作解决储能集成与氮循环闭环问题。