本站讯  近日，威海前沿交叉科学研究院蓝绿发展研究院团队联合马里兰大学和奥尔堡大学等研究团队在中国合成氨行业低碳转型的经济性评估方面取得研究进展。相关研究成果以《Expanding the emissions trading system coverage can increase the cost competitiveness of low-carbon ammonia in China》为题，在Nature旗下期刊Communications Earth & Environment在线发表。山东大学李佳硕教授为论文第一作者，硕士生孙千惠为第二作者，奥尔堡大学博士后杨帆和山东大学博士后李丹为论文的共同通讯作者。

合成氨不仅是化肥生产的关键原料，同时也被视为未来极具潜力的零碳能源。然而，我国合成氨生产仍主要依赖传统制氨技术，其生产过程伴随大量温室气体排放。为推动合成氨行业的低碳转型，我国已出台相关政策并启动低碳氨示范项目。然而，低碳氨技术的大规模推广和市场化应用在很大程度上取决于其经济性。相较于传统制氨工艺，低碳氨技术的经济可行性尚不明晰。一方面，各类制氨技术的经济性受技术进步及各省技术经济参数异质性的影响；另一方面，碳交易作为市场化减排工具，通过将温室气体排放量内化为经济成本的一部分，可能显著影响不同制氨技术的经济性。因此，有必要综合考虑技术进步与区域资源禀赋差异，评估碳交易对低碳氨技术的经济性影响。

图1 2018-2060年三种政策情景下不同制氨技术的成本竞争力

S0：无碳交易；S1：碳交易覆盖电力行业；S2：碳交易覆盖全行业

鉴于此，本研究通过耦合前瞻性生命周期评估分析方法、全球气候变化综合评估模型、省级电力系统优化模型和混合整数线性规划模型等多模型，首先探讨了七种制氨技术的生产成本演变。随后，设计了三种碳交易覆盖范围的政策情景，分析碳中和进程中各类制氨技术的碳成本演变。最后，通过结合生产成本与碳成本，评估在不同碳交易覆盖范围下，各类制氨技术的经济性演变，识别具备经济性优势的低碳氨生产地区。

研究结果表明，在仅依靠技术进步、不实施碳交易的政策情景下，低碳氨在几乎所有省份都难以在2040年之前实现与传统制氨技术的成本平价。若碳交易仅覆盖电力行业，各制氨技术承担的碳成本较低，对低碳氨经济性的提升作用有限，导致其成本平价时间几乎没有变化。然而，若碳交易的覆盖范围扩展至全行业，即将合成氨全生命周期的温室气体排放量转化为经济成本，则所有30个省份的低碳氨成本平价时间可提前6至37年。区域分析表明，我国西北地区在合成氨生产方面具有较高的成本竞争优势。本研究不仅揭示了不同制氨技术经济性的时空演变趋势，为我国合成氨行业的区域发展规划提供决策支撑，还可为碳交易扩容在低碳技术经济激励方面的作用提供科学依据。

本研究受国家重点研发计划等项目资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-025-02056-z#citeas