中國報告大廳網訊，全球變暖背景下，《巴黎協定》明確將全球氣溫較工業化時期上升幅度控制在不超過 2.0℃甚至 1.5℃的目標，我國也提出了 2030 年前二氧化碳排放達到峰值、2060 年前實現碳中和的 「雙碳」 目標。氮肥行業作為橫跨工業與農業兩大領域的重要產業，其生產與施用過程會產生 CO₂、N₂O 等溫室氣體，同時氮肥又間接供養了全球 48% 的人口，在保障糧食安全的同時實現減排成為關鍵任務。當前針對氮肥行業的研究多集中於單一環節的排放量計算或減排路徑探索，缺乏全生命周期的綜合研究及具體減排時間表，因此梳理氮肥行業全生命周期溫室氣體排放情況，制定科學的碳中和路徑與時間表，對 2025 年及未來氮肥產業布局具有重要意義。以下是2025年氮肥產業布局分析。

  一、氮肥產業鏈的產量、施用量及結構特徵

  《2025-2030年全球及中國氮肥行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，我國是全球最大的氮肥生產國和消費國，2021 年氮肥產量為 28.1Mt，施用量為 21.4Mt，分別占全球總產量和施用量的 23.7% 和 26.0%。2000-2015 年，全球氮肥產量年增長率為 1.02%，我國氮肥產量在此期間快速上升，2015 年達到歷史峰值，占全球總產量的 34%，但當時行業存在產能過剩、技術創新能力不強、資源綜合利用水平不高等問題。2015 年相關政策出台後，氮肥行業開啟供給側改革，對劣質、高能耗、安全隱患大的生產工序進行調整，2018 年我國氮肥產量降至谷底，2020 年受新冠疫情影響，企業開工率低，產量持續下降。從行業周期來看，2015 年前為快速擴張期，2015 年後進入調整期，隨著 「雙碳」 目標確立，正逐步向低碳期過渡。

  在氮肥施用量方面，2000-2014 年我國氮肥施用量持續上升，2015 年實施化肥減量行動後，全國施氮量從 235.05kg/hm² 下降至 166.38kg/hm²，但仍遠高於全球平均水平的 66.9kg/hm²。我國糧食主產區化肥消費量為 396.4kg/hm²，也遠超 225kg/hm² 的國際警戒線。同時，我國氮肥有效利用率為 37.8%，低於美國的 52.0% 和歐洲的 68.0%，未來我國氮肥的產量和施用量預計將繼續減少。

  從氮肥行業生產施用鏈結構來看，這是一個複雜體系。以煤炭為原料為例，需經過氣化製成原料氣，再通過變換、甲醇洗、氨合成等步驟製成合成氨。氨是氮肥生產的核心中間體，在此基礎上可生產尿素、硝酸銨等氮肥產品，這些產品經運輸、銷售後，最終應用於農田施用。

  二、氮肥行業全生命周期溫室氣體排放現狀

  我國氮肥行業溫室氣體排放水平總體偏高，主要體現在三個方面。一是排放總量高，2018 年全球氮肥生產與施用過程 CO₂排放總量中，我國對應的 CO₂排放量為 (316.1±113.3) Mt，占比顯著;二是全生命周期排放強度高，全球平均每生產 1t N 排放 CO₂10.48t，我國氮肥供應鏈每生產 1t N 排放 CO₂13.50t，高於歐洲的 9.80t;三是不同階段排放占比差異大，全球範圍內氮肥生產過程溫室氣體排放量占供應鏈排放總量的 38.8%，田間排放量占 58.6%，運輸過程僅占 2.6%，而我國氮肥生產階段排放占比接近 50%。

  在氮肥生產端，溫室氣體排放主要來自合成氨生產，占生產端排放的 90% 左右。合成氨生產以天然氣、煤、石油為原料，通過特定工藝製成，不同原料和工藝的能耗與碳排放強度差異明顯。我國以煤炭為原料制合成氨每生產 1t NH₃的 CO₂排放量，比以天然氣為原料的排放量高約 70%。全球 72% 的合成氨生產以天然氣為原料，22% 以煤為原料，而我國因煤炭資源豐富、天然氣相對稀缺，以煤炭和天然氣為原料制合成氨的比例分別為 79.59% 和 17.33%，這導致我國氮肥生產過程排放更多污染物與溫室氣體。此外，硝酸作為氮肥工業重要中間物質，生產過程中會副產 N₂O(單分子增溫潛勢遠高於 CO₂)，我國主要採用雙加壓法生產硝酸，在未應用減排技術時，每生產 1t HNO₃的 N₂O 排放量為 7-9kg，高於歐洲的 1.85kg。雖曾通過相關計劃利用技術去除 N₂O，減排率可達 98%，但 2013 年後項目停止，目前缺乏相關法規限制，多數硝酸工廠未採取去除措施，而其他氮肥產品生產能耗低，CO₂排放量較少。

  在氮肥施用端，氮肥施入土壤後，經微生物硝化和反硝化作用會直接產生 N₂O，同時還會通過土壤氮素淋溶徑流、氨揮發後沉積等途徑間接產生 N₂O。尿素作為全球使用最廣泛的礦物氮肥，施用量占所有礦物氮肥的 1/2，其施入土壤後在脲酶作用下分解會釋放 CO₂，每噸尿素施用過程中約釋放 0.73t CO₂。不過，化肥施用過程中溫室氣體排放量受時間、空間因素影響大，相同施氮量下，土壤條件、氣候條件、管理方式不同，排放量差異顯著，我國小農耕作系統在傳統管理模式下的農業集約化，比歐美採用最佳施肥方法的大農場排放更多溫室氣體。

  三、氮肥行業實現低碳發展的核心路徑

  氮肥供應鏈涉及工業與農業領域，碳中和目標的實現需長期推進，目前已從提高氮肥利用率、優化能源結構與能源利用效率、建立碳交易體系三方面採取措施。

  (一)減少氮肥施用量並提高氮肥利用率

  超標施用氮肥會增加生產與施用過程的溫室氣體排放，因此需通過科學手段提高氮肥利用率、減少施用量。一方面，堅持 4R 養分管理原則，即選擇正確的肥料品種、控制正確的肥料用量、把握正確的施肥時間、確定正確的施肥位置，該方法能在不影響糧食產量與土壤肥力的前提下，顯著降低 NH₃排放，歐洲通過此方式曾使農業土壤 N₂O 排放量在 1990-2015 年減少 17%。目前我國測土配方施肥技術覆蓋率已達 89.3%，未來智能農業有望為 4R 養分管理提供更有力支撐，但實施過程中需平衡作物需求、環境條件與農民經濟狀況。另一方面，推廣增效氮肥使用，包括緩控釋氮肥、含脲酶抑制劑和硝化抑制劑的氮肥。緩控釋氮肥可減緩養分釋放速率，降低土壤無機氮濃度，減少氮素損失;脲酶抑制劑能緩解尿素水解，減少氮素揮發;硝化抑制劑可抑制土壤細菌硝化和反硝化作用，減少 N₂O 排放。研究表明，緩控釋氮肥應用於小麥種植時，N₂O 排放較普通尿素減少 11.68%-39.45%，硝化抑制劑在春大麥耕地中可基本消除硝酸銨鈣的 N₂O 排放，我國正大力推廣緩控釋氮肥，部分國家已通過立法規範相關肥料使用。

  (二)優化能源結構並提高能源利用效率

  能源結構與能源利用效率是氮肥行業可持續發展的關鍵，減少化石能源使用可大幅降低溫室氣體排放，具體可通過六大技術方向推進。在綠色技術工藝方面，優化合成氨原料結構，增加 「綠氫」 比例，選擇大型化空分技術與先進流程並配套控制系統，降低動力能耗，同時加大可再生能源制氨技術研究;在重大節能裝備方面，提高傳質、傳熱與能源轉換效率，用等溫變換爐取代絕熱變換爐，通過塗刷特殊塗料提高一段爐熱利用率，採用大型高效壓縮機並優化驅動方式;在能量系統優化方面，改進氣化爐設計，增設餘熱廢熱鍋爐副產蒸汽系統，優化二氧化碳氣提尿素工藝並增設中壓系統;在餘熱余壓利用方面，根據餘熱品位不同，分別用於副產蒸汽、加熱給水等，實現能量供需與品位匹配;在公輔設施改造方面，選用高效換熱器、機泵與節能電機，加強設備和管道保溫;在數位化改造方面，運用 5G、大數據、人工智慧技術，推動與產業深度融合，提升能源效率。過去我國通過淘汰落後產能、設置產業准入條件調整能源結構，2020 年採用無煙煤為原料的合成氨產能降至 2000 萬 t/a 以下，煙煤、褐煤為原料的產能達 3078 萬 t/a，占總產能的 46.1%。

  (三)建立健全氮肥行業碳交易體系

  碳市場通過排放總量約束，推動企業減排或實現減排成本最優，但我國氮肥所屬的化工行業尚未納入碳交易市場，當前首要任務是對氮肥企業進行碳核查，為行業納入碳交易市場提供數據支撐，這需要完善的碳核查制度體系。目前企業層面碳核算依據相關指南進行，但該指南主要針對範圍一和範圍二排放，缺乏氮肥產品層面的碳核算指南，產品層面核算多基於國際標準。氮肥溫室氣體排放主要分布在範圍三，因此將氮肥施用過程納入碳交易體系至關重要。當前我國農業相關項目多通過抵消機制參與碳交易，但缺乏針對氮肥施用的國家核證自願減排量方法學，而部分國家已採取措施，如為農業減排項目提供援助與核查，或通過企業碳計劃為農民提供技術支持並創造碳信用額，我國作為農業大國，需加快完善相關方法學。

  四、氮肥行業實現碳中和的階段目標與總結

  為在 2060 年前實現碳中和，結合氮肥行業發展實際，需分階段推進相關工作。2020-2030 年為緩慢調整期，需逐步淘汰固定床間歇氣化工藝，推廣干煤粉加壓氣化和水煤漿加壓氣化技術，支持先進技術研發應用，進一步減少氮肥施用量，提高有機肥施用量與測土配方施肥覆蓋率，建立碳稅制度並將氮肥行業納入碳交易體系，推動企業生產改造;2031-2040 年為生產轉型期，要實現氮肥生產端能源結構多樣化，減少化石燃料使用，提高 「綠氨」 生產占比，加強化肥企業與農業相關主體合作，開發推廣結合算法的施肥產品與工具;2041-2050 年為低碳過渡期，繼續堅持前期戰略，使可再生能源制合成氨成為主流技術，實現氮肥施用最優化;2051-2060 年為碳中和時期，持續推廣低碳技術與政策，加強氣候變化國際合作，支持全球標準制定，提升碳匯開發能力，中和難以消除的溫室氣體。

  綜上，我國作為全球氮肥生產和消費大國，氮肥行業在保障糧食安全中發揮重要作用，但全生命周期溫室氣體排放量與排放強度均高於歐美國家，這與我國能源結構、制度建設、科技發展水平密切相關。通過梳理氮肥產業鏈特徵、排放現狀，明確了提高氮肥利用率、優化能源結構、建立碳交易體系三大低碳路徑，並制定了分階段的碳中和目標。未來需圍繞這些路徑與目標，持續推進技術創新、政策完善與國際合作，逐步降低氮肥行業碳排放，為 2060 年實現碳中和奠定基礎，同時保障農業生產穩定與糧食安全，推動氮肥產業向綠色低碳方向高質量發展，契合 2025 年及未來氮肥產業布局需求。