合成氨是指通過化學反應將氮氣(N₂)和氫氣(H₂)在高溫高壓下合成為氨氣(NH₃)的過程。這個過程通常在鐵基催化劑的作用下進行,是工業上重要的化學反應之一。
合成氨行業通常被歸類為化工行業的一個子領域,它屬于基礎化學品行業。根據行業和應用的不同,合成氨行業可以進一步細分為氮肥生產(尿素、硝酸銨、磷酸銨、氨水)、工業化學品(硝酸、氰化物、醇胺類化合物)、能源與環保(氫氣生產、脫硫脫硝)、制冷劑和工業氣體(氨氣、工業氣體)、精細化工和醫藥(醫藥中間體、合成材料)。合成氨主要應用于農業氮肥尿素的生產。
合成氨行業產業鏈上游主要為氮氣(N₂)、氫氣(H₂)、催化劑(鐵基催化劑及其助催化劑(如鉀、鋁、鈣等))等原材料供應商,其中氫氣(H₂)主要來源包括天然氣的蒸汽重整、石油化工副產品、煤氣化等;行業中游參與主體是合成氨生產商,負責合成氨生產工作,是合成氨合成技術所有者;行業下游主要應用于尿素、復合肥、碳酸氫銨、己內酰胺、三聚氰胺、脲醛樹脂等。
合成氨行業具有技術密集、資金密集、資源密集的特點。首先,生產過程需要在高溫高壓條件下進行,對設備的性能和工藝的控制有嚴格要求;其次,由于生產規模較大,所需投資也相對較大;最后,原料主要為天然氣、煤炭等,其價格波動對行業盈利有直接影響。此外,合成氨行業還是能耗和排放較高的行業之一,因此節能減排和環保治理也是行業發展的重要方向。
近年來,我國政府出臺了一系列政策,以推動合成氨行業的健康發展。這些政策包括加強環保監管、提高能源利用效率、鼓勵技術創新等。同時,政府還加大了對農業和化工行業的扶持力度,為合成氨行業的發展提供了良好的政策環境。
合成氨行業的上游主要為天然氣、煤炭等原料供應商,以及催化劑、設備等生產企業。下游則主要為化肥、化工等應用領域。上下游產業鏈的協同發展對于合成氨行業的穩定運營和持續發展具有重要意義。
從供應地域分布來看,我國合成氨產能集中于華東、華北和華中地區,山東、河南、湖北、山西和內蒙古均為國內合成氨生產大省。2023年以上5省產能均超過600萬噸,其中山東產能為1063萬噸,占比達13.06%。盡管合成氨供應在地域上較為集中,但行業集中度并不高。根據相關機構數據,由全國230家樣本企業統計得出2023年我國合成氨市場的CR5和CR10分別為13.39%和22.12%。市占率前五的龍頭企業分別是潤銀化工、安徽昊源、金大地化工、河南晉開和華魯恒升,產能占比分別為3.69%、3.07%、2.21%、2.21%、2.21%。
目前,根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國合成氨市場深度全景調研及投資前景分析報告》研究顯示:
隨著石油和天然氣化工的發展,全球范圍內以煤(焦炭)為原料制取氨的方式已較少使用。然而,因國內“富煤貧油少氣”,當前我國合成氨生產工藝仍以煤制為主、天然氣為輔。2023年,國內煤制合成氨產能占全國的比重高達79%,相比之下天然氣制合成氨產能僅占比16%,油制產能布局極少。
合成氨主要有農業、工業和儲能三大類用途。國內農業用氨占比70%,工業用氨占比29%,氨作為儲能用途尚未成熟,目前占比不足1%。由于氨在燃燒熱值、儲存運輸等方面相比甲烷等傳統能源具有優勢,其燃料屬性具備較大的潛力,未來儲能用氨或將成為合成氨產業發展的主要動力。
到2025年底,合成氨行業能效標桿水平以上產能占比提升至30%,能效基準水平以下產能完成技術改造或淘汰退出。2024—2025年,通過實施合成氨行業節能降碳改造和用能設備更新形成節能量約500萬噸標準煤、減排二氧化碳約1300萬噸。
到2030年底,合成氨行業能效標桿水平以上產能占比進一步提高,能源資源利用效率達到國際先進水平,生產過程綠電、綠氫消費占比明顯提升,合成氨行業綠色低碳發展取得顯著成效。
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