氨是由氮元素及氢元素构成的无机化合物，是一种具有着强烈刺激性气味的无色气体，分子式为NH3。常温常压条件下，一体积水可溶解700倍体积氨气，形成氨水；降温加压条件下，氨气可液化形成液氨。氨是重要化工原料，是农业化肥、工业炸药等产品主要原材料，在国民经济中占了重要地位。
合成氨（synthetic ammonia），指由氮和氢在高温度高压力和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。生产合成氨的主要的组成原材料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
天然气制氨：天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产的全部过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
煤（焦炭）制氨：随着石油化学工业和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
氨主要用来制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。
合成氨生产主要以煤炭、天然气等能源物质为原燃料，生产工序复杂，生产条件高温度高压力，燃料及动力消耗量大，生产的全部过程用能多，碳排放强度大。
因此，2022年2月3日，国家发展改革委联合有关部门发布了《关于发布〈高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)〉的通知》，并附《合成氨行业节能降碳改造升级实施指南》，就煤、天然气制合成氨、尿素产品，明确了节能降碳工作方向和技术路径，有很强的针对性、可操作性。文件的印发实施，对于有效提升合成氨行业能效水平，降低碳排放强度，快速推进行业绿色低碳转型，具备极其重大指导作用。
《指南》还提出了要开展绿色低碳能源制合成氨技术探讨研究和示范。绿色技术工艺：优化合成氨原料结构，增加绿氢原料比例。加大可再次生产的能源生产氨技术探讨研究，降低合成氨生产的全部过程碳排放。目标到2025年，合成氨行业能效标杆水平以上产能比例从2020年的7%提高到15%。
1935年，成立天利氮气制品厂股份有限公司合成氨生产车间，标志中国硝酸铵行业郑重进入探索发展阶段。截至1952年，中国共有永和铔厂、满洲化学工业株式会社（日资）两家合成氨生产企业和一家小型合成氨生产车间，分别位于南京、大连、上海。这一时期，中国合成氨生产能力低，发展缓慢，合成氨年生产能力仅为6000吨。
20世纪50年代，中国开始对原有三家合成氨生产企业实行公私合营，中国合成氨行业进入稳定发展阶段。通过消化吸收引进技术，中国合成氨生产能力、水平及技术获得大幅度提升。这一时期中国合成氨装置主要为中小型装置，除少数装置引进自苏联外，中国基本实现合成氨装置自主设计建造。
伴随着中国农业生产对化肥需求量日渐增长及石油、天然气开发利用技术的成熟，中国合成氨行业对大型合成氨成套装置需求扩大。中国根据引进大型合成氨成套装置，消化吸收引进技术，开始对适合中国资源条件大型合成氨成套装置进行探索研究，中国正式具备自主设计建造大型合成氨成套装置设计建造能力。
2001年12月，中国正式加入世界贸易组织（WTO），标志中国市场对外开放进入全新阶段，中国宏观经济快速地增长，人均可支配收入持续增长，新增人口持续扩大，带动农业生产快速增加，促使合成氨需求持续扩大。这一时期中国合成氨生产技术较为成熟，涌现出众多小型合成氨生产企业。中国自主研发大型合成氨生产线先后投产，行业进入快速地发展阶段。
伴随中国宏观经济提高速度放缓及《中国人民共和国环境保护法》、《合成氨工业污染防治技术政策》等政策出台，中国合成氨行业进入产业体系调整阶段。自2015年起，中国合成氨行业出现产能过剩现象，合成氨产量呈现缓慢下滑趋势。此外，受中国环境污染问题等因素影响，中国政府开始对生产技术落后的产能进行“供给侧改革”，鼓励发展非无烟煤原料合成氨生产的基本工艺，行业进入产业体系调整阶段。
2007年我国合成氨总产量突破5100万吨，占当年世界合成氨总产量的30%以上，2012年则已超过5500万吨，2021年国内产能产量分别为7100万吨、5193.88万吨。80多年来，我国的合成氨工业已呈现多层次、多形态的新格局和加速发展的新态势：
1、已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃等多种原料生产合成氨和尿素的技术，形成了具有中国特色，以煤为主（80％以上）、天然气为辅、石油已基本淘汰的原料格局；
2、形成了大、中、小生产规模并存，以中小型企业为主体、大规模的公司为辅，但大型化、集团化趋势越来越明显的企业格局；
3、形成了先进工艺技术和落后工艺技术并存，先进工艺技术呈加速发展的合成氨和氮肥生产技术格局。
目前合成氨和尿素总生产能力已完全能满足国内农业和工业需求，但总体吨氨能耗水平、总体企业的规模效益还与世界领先水平存在比较大差距，目前正处于转型发展的关键时刻。
合成氨行业上游参与主体主要为原材料供应商，根据合成氨制备原理划分，中国合成氨原材料大致上可以分为煤炭、天然气及焦炉气三种。中国合成氨产能原料中，煤炭约占76.7%，天然气约占20.8%，焦炉气占比2.1%，其他来源约占0.5%。煤炭原料中，无烟煤约占47.4%，非无烟煤（烟煤、褐煤）约占29.3%。
采用煤炭制合成氨生产的基本工艺的合成氨生产企业原材料主要为无烟煤，中国煤炭资源储量丰富，开采加工技术成熟。2021年，新冠疫情防控常态化，国内经济复苏，全社会用电量增加，作为主体能源的煤炭需求量增加，原煤产量破40亿吨，创历史上最新的记录。2021年，生产原煤40.71亿吨，比上年增长4.7%，比2019年增长5.6%，两年平均增长2.8%。
欧美国家大多采用天然气制备合成氨，天然气制备工艺投资所需成本小，污染少，且无需考虑副产品销售利用问题，美国超过90%合成氨产量以天然气为制备原料。但中国天然气储量缺乏，对外依存度高。天然气燃料是各种替代燃料中最早普遍的使用的一种，它分为（CNG）和（LNG）两种。工业用天然气可用外混式烧嘴进行燃烧。2021年中国天然气产量为2052.6亿立方米，同比增长8.7%。
焦化产业是中国化工产业重要组成部分，产品焦炭可用作高炉冶炼、制煤气、制造电石等。炼焦过程会产生焦炉气、焦油等副产品，副产品同样可用作燃料或制取化学原料。旭阳集团、山西焦化等焦化企业投资建设焦炉气制合成氨生产线，以提升副产品利用效率，拓展企业业务领域，实现多元化经营。由于煤焦炉气是企业炼焦产生的副产品，故焦炉气原料成本根据各家企业成本分配情况不一样，不考虑焦炉气成本情况下，焦炉气制合成氨生产所带来的成本约为600元/吨。但受原料来源、产能等因素限制，焦炉气制合成氨应用水平偏低。
合成氨自身价位偏低、附加值不高，其价值大多数表现在下游应用中。中国合成氨产业链下游分为农业用氨和工业用氨两大应用领域，包括尿素、碳酸铵、碳酸氢铵等氮肥生产主体及硝酸铵生产主体。其中农业用氨占比达到86.6%，是我国合成氨行业的主要消费市场。
我国氮肥工业正是伴随着新中国的成立开始起步发展。经过70年的艰苦奋斗，我国氮肥工业已经取得了举世瞩目的成就，不仅实现了自给自足，有效保证农业需求，还有一定量的出口。大、中、小型氮肥不断融合，发展成为拥有20家百万吨级公司集团、200多家生产企业、总量居世界第一的氮肥产业。
近年来，国内部分公司开始向液氨及甲醇等煤化产品转产，高成本、技术落后的尿素产能开始逐渐淘汰。国家发布的严控化肥使用年增长率，及不再受理过剩行业新建产能用地预审等一系列政策也限制了氮肥的产能增长。
根据国家统计局数据显示：2014-2018年中国氮肥产量年年在下降，随后开始回升，2020年中国氮肥产量为3679.1万吨，2021年中国氮肥产量约为3744.8万吨。
中国是全球最大的氮肥出口国之一，出口量呈“V字形”走势。2018年中国氮肥出口量为近几年最低值，出口数量为1005.50万吨，随后一直增长，2021年出口数量为1661.88万吨，进口数量为8.78万吨。
2020年中国氮肥出口金额为26.10亿美元，进口金额为0.17亿美元；2021年中国氮肥出口金额为44.5亿美元，进口金额为0.47亿美元。
复合肥发展之初，由于技术工艺简单、行业壁垒低，一些小厂只需一台搅拌机就能生产，导致各地小复合肥厂重复建设，小厂生产的产品多数养分不足、质量不达标，但因受到地方保护，可以以次充好、就地销售，严重扰乱了正常的市场之间的竞争秩序。随国家对假冒伪劣复合肥打击力度的不断加大，以及农民科学施肥知识的逐步的提升、农民利益保护意识的慢慢地加强，小复合肥厂商迅速萎缩，大半难以开工，质量优、讲信誉、服务好的行业有突出贡献的公司高品质的产品逐渐被农民接受、认可，行业有突出贡献的公司中阿、洋丰、金正大、史丹利、司尔特等产品呈现产销两旺、供不应求良好局面。
复合肥进出口量占比较小，影响也有限，不过在出口零关税的利好促进下走势是逐年增长的，疫情以来国际化肥价格持续拉涨，且货源紧张均侧面促进了三元复合肥及氮磷二元肥的出口势头，2021前三季度出口增量明显，不过10月中旬最终法检政策落地后，国内出口量相应减少，使得最终出口量低于2020年，同比减少10.13%。
自2018年达到顶峰后，近几年我国农用复合肥施用折纯量逐年降低，2020年复合肥施用折纯量2221.02万吨，初步统计2021年施用折纯量逐步降低至2212.58万吨。
后疫情时代，全球经济复苏，流动性增强，国际化肥缺口较大，各品种肥价大涨的带动下，国内氮肥、磷肥、钾肥价格持续上探，均突破近十年新高，复合肥受制于原料成本的增加，价格涨幅也较为显著，2021年年均价在2783元/吨。
我国是硝酸铵主要生产国之一，但由于硝酸铵属于危险爆炸物品，近年来，随着环保监管日益严格，以及相关项目审批、监督管理力度加大，硝酸铵产能在持续减少。在国家政策调控下，硝酸铵落后产能逐步退出市场，产业体系得到一直在优化，行业发展逐渐向高端化、环保化、规范化方向转变。
目前，我国硝酸铵行业的行业集中度较高，主要生产企业分布在西南、西北、华北及华东等地区，局部地区运输受限制时常会出现供不应求及成本过高状况。
随着我国工业化发展速度的加快及人民生活水平的提高，对能源的需求将进一步加大，未来几年我国将继续推进西部大开发及振兴东北老工业基地战略，将继续加大基础设施建设及能源开发投资，为硝酸铵提供了稳定的市场需求。
中国合成氨生产公司数较多，大型、中型、小企业并存。现阶段，中国合成氨行业产能过剩严重，下游需求不足，行业景气度低迷。在此背景下，中国合成氨行业市场之间的竞争格局呈两极分化局面，湖北宜化、河南晋开、云南云天化等头部企业区域地位稳固，占据主要市场占有率；部分中小型合成氨企业受成本上涨及压力等影响，盈利能力持续偏弱。
由于十三五以来工业与信息化部要求重点行业淘汰落后以及过剩产能，其中合成氨行业不可以少于1000万吨，近5年以来我国合成氨场内逐年减少，加上退城进园等部分政策的影响，我国合成氨行业去产能效果非常明显，从2014年到2020年中国合成氨产能减少了超过1000万吨，已经基本完成十三五目标。因此2021年中国淘汰的落后产能数量开始减少，中国合成氨产能开始增长，
传统制氨时，国际上主要以天然气为合成氨的主要生产原料。但中国的天然气价格高昂且产量匮乏，对外依赖度较高，中国的合成氨工业主要以煤炭为主要生产原料，大概77%的合成氨来自于煤炭。而从碳排放的角度来讲，每吨煤制合成氨释放的碳排放也要高出每吨天然气合成氨释放的碳排放。合成氨主要是用氢气和氮气作为合成原料，变换反应仍然是碳排放的主要源头。在工艺流程中，煤气化反应会形成一氧化碳和氢气为主的粗合成气。
目前，合成氨行业做原料的氢气几乎都是化石原料生产的灰氢，一部分来自于煤气化过程，另一部分来自于变换反应。对于合成氨工业来讲，使用低碳绿氢替代高碳灰氢，将是降低合成氨行业碳排放的有效途径之一。这样来讲，合成氨反应并不涉及碳元素，所以合成氨行业可以在绿色化过程中舍弃煤炭，直接用可再次生产的能源水电解制造的绿色氢气和空气中空分得到的氮气合成氨。如果中国目前所有的合成氨都采用绿氢生产，每年碳排放量能够大大减少一亿吨以上。同时，若使用绿氢生产，还可避免对天然气、煤炭等化石能源的消耗，有利于建设环境友好型社会，每年的煤炭消耗减少量可接近五千万吨。
对我国来讲电力领域、工业领域是碳排放的大多数来自，如果氨能源能够替代化石能源，成为新型燃料，将大大有助于我国实现2060年碳中和的目标。
我国有非常成熟的氨运输和分配体系，氨更安全、更易储运，且同体积的液氨比液氢多至少60%的氢，经济性优势凸显，因此以氨储氢、供氢、代氢是氢能的发展的新趋势之一。氢氨融合是国际清洁能源的前瞻性、颠覆性、战略性的技术发展趋势，是解决氢能发展重大瓶颈的有效途径，同时也是实现高温零碳燃料的重要技术路线。
但需要注意的是，尽管国外已逐步开展氨氢融合应用项目，但国内的研究与应用仍较少。若要氨燃烧落实到具体应用层面，氨燃料仍存在技术挑战。首先，氨燃烧速度和热值较低，且远低于氢，不利于高效率的工业应用，其次，氨不太容易点燃和实现稳定燃烧。此外，实现大规模的氨氢转换与储运，需要在大容量储运设备、催化剂等方面做进一步技术攻关。但是，绿氨只有在完善的碳交易体系加持下，且拥有丰富可再次生产的能源电力及成熟的水电解制氢技术的情况下，才能得到大力地发展，才能具备和传统制氨相竞争的潜力。
以上数据及信息可参考智研咨询发布的《2022-2028年中国合成氨行业运行动态及投资前景评估报告》。智研咨询是中国产业咨询领域的信息与情报综合提供商。公司以“用信息驱动产业高质量发展，为企业投资决策赋能”为品牌理念。为公司可以提供专业的产业咨询服务，主要服务包含精品行研报告、专项定制、月度专题、可研报告、商业计划书、产业规划等。提供周报/月报/季报/年报等定期报告和定制数据，内容涵盖政策监测、企业动态、行业数据、产品价格变化、投融资概览、市场机遇及风险分析等。
