随着全球能源结构加速向低碳化转型，氢能产业向绿氨、绿醇等“泛氢”方向发展已成全球共识。当前，绿氢及其衍生物绿氨作为零碳燃料替代航运传统化石燃料前景广阔，欧洲、日本、韩国、中国等多国均在积极布局氨动力船舶技术路线。同时，基于绿氢合成绿氨的项目正逐步落地。据国际肥料工业协会（IFA）数据，全球已开工建设的绿氨项目产能达每年350万吨，远期规划产能则高达每年7500万吨。安全是产业发展的基石，贯穿于绿氨生产、储运、应用的每一个环节。然而，伴随全球氢能贸易日趋活跃，绿氨面临多重安全与环境挑战，引发各界高度关注。
在2025国际氢能大会暨国际氢能及燃料电池产业展览会上，中国科学院院士、厦门大学化学化工学院教授、中国氢能联盟战略指导委员会委员郑南峰在《以基础研究支撑氢能产业高质量发展》主旨报告中指出，在氢能储运环节，现场制氢并转化为便于运输的氨是有效的解决方案。但现有技术方案多依赖大型储罐系统，且传统化工工艺缺乏柔性，一旦工况波动即存在爆炸风险。因此，亟需探索不依赖大型储罐即可实现柔性储运的技术路径。
绿色合成氨（以下简称“绿氨”）被认为是潜力极大的传统化石能源替代燃料，其生产过程可实现零碳足迹。目前我国合成氨行业主要采用哈伯-博施法（Haber-Bosch）工艺，所需氢气大多来自传统化石能源制氢，氨合成环节需保持高温高压环境，全生命周期会产生大量的碳排放。绿氨主要是通过绿氢替代和绿电供能，取代传统化石能源供热供电供氢，实现生产过程零碳排放。由于氨相对较高的能量密度、易液化、易储存等特性，推动氨的燃料化利用获得广泛关注。但是，氨同时也具有强腐蚀性，直接接触液氨会导致严重化学烧伤、吸入一定浓度的氨会影响呼吸系统，因此许多国家、地区和组织针对氨的腐蚀性和危险性制定了相关标准法规。国际航运组织就船舶运输与应用氨燃料对储罐材料、计量与个人防护提出要求，但整体国际氨燃料标准法规仍处于完善阶段。在美国，氨被分类为极危险物质，大量生产、储存、运输或使用氨需要遵守十分严格的规定。欧盟对危险物质重大事故灾害控制指令（Seveso ll）中将超过50吨的无水氨列为危险物质，其管制对包括液化甲烷和液化石油气等在内的其它液化气体的限制相同。IGC（《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》）涵盖了氨的海上运输要求，由于氨具有毒性，该规范包括了对材料、储罐计量系统和个人防护设备的特殊要求：明确禁止可能存在发生化学反应和腐蚀风险的氨、汞和含铜合金之间的直接接触，并要求所有液化气货物都必须放置在船上，且禁止将氨用作气体运输载具的燃料。STCW（《海员培训、发证和值班标准国际公约》）则需要与IGF（《使用气体或其它低闪点燃料船国际规则》）规范一同制定，以便为海员提供额外的培训。我国GB/T 536-2017将液氨划分为强腐蚀性有毒物质，但在氨作为燃料方面的标准体系仍有完善空间。我国国家安全生产监督管理总局与2009年开始执行《合成氨生产企业安全标准化实施指南》，该指南涵盖管理要素、风险管理、法律法规与管理制度、培训教育等方面内容。河南省和北京市于2013年分别发布了《液氨使用与储存安全技术规范》地方标准，该标准对液氨场所的选址与布局、建筑物、设备设施、安全标志、消防及事故收容处置等方面做出具体要求。
图丨绿氨典型工艺流程当前，绿氨主要指通过使用绿电、绿氢替代传统合成氨工艺中的化石能源，采用哈伯-博施法制备的氨。全球超过90%的氨是通过哈伯-博施法工艺生产，所需氢气大多来自传统化石能源制氢，国内可再生能源电解制氢合成氨技术已处在工业示范阶段。绿氨典型工艺主要涉及以下环节：原料气压缩、氢氨合成、冷却单元、洗涤净化、公用工程及辅助设施。其中，原料气压缩主要设备为原料气压缩机、循环气压缩机，氢氨合成主要设备为氨合成塔，冷却单元涉及空冷器、水冷器、冷交换器、氨冷器、液氨闪蒸罐等设备，洗涤净化环节主要设备包含脱盐水、洗氨管，公用工程及辅助设施包含冰机系统、液氨储运、氨水储运等。氨合成是指将精制后的合成气经压缩机压缩至合成压力，然后在合成塔内使氢氮气合成为氨，最后经过冷冻分离而取得液体氨产品的化工过程。氨合成分为低压合成和高压合成两种形式，核心设备包括合成气压缩机（离心式压缩机及往复式压缩机）和氨合成塔。在制冷环节，将制冷剂通过制冷压缩机及辅机由压缩、冷凝、节流、蒸发（提供冷量）四个过程组成制冷循环，为合成氨装置提供冷量。常用的制冷机有往复式、螺杆式、离心式制冷机等。氨贮存氨库贮存量的选择主要取决于氨加工的停车检修时间，一般大型合成氨厂氨库的贮量均在3-5天的产量，且多采用常温压力罐及低温常压罐储存。合成氨装置属于《重点监管危险化工工艺目录》（2013年完整版）中的危险化工工艺（属于第5种合成氨危险工艺）。氢和氨均属于《首批重点监管危险化化学品》（2013年完整版）中重点监管危险化学品。合成氨生产过程高温、高压、有毒、易燃、易爆，在生产过程中使用和处理的主要化学危险品有半水煤气（水煤气）、液氨、氨气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲醇、甲烷等。
在合成氨生产过程中，需注意以下几点事项：
高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽，气体物料一旦过氧（亦称透氧），极易在设备和管道内发生爆炸。
高温、高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因高流速物料与裂（喷）口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸。
气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解，在附近管道内造成积炭，可导致积炭燃烧或爆炸。
高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织，还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀及渗氮，加剧设备的疲劳腐蚀，使其机械强度减弱，引发物理爆炸。
液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒，遇明火还会发生空间爆炸。
此外，应制定并完善合成氨生产的主要安全设计措施：
设立安全联锁停车系统或具有安全联锁停车功能的其他系统，保证操作人员及生产过程设备的运行安全。
在可能出现泄漏可燃气体及有毒气体的区域，设置可燃气体及有毒气体报警仪，火灾报警器，并将信号引至控制室。
所有用电设备及仪表按火灾爆炸危险区域划分图及相关规范选型。
液氨储罐应设液位计、温度计、压力表、安全阀，并设置高、低、高高液位报警。
必须设置液氨泄漏紧急处理装置，如水喷淋装置等。布置在室外的液氨储罐应隔热或设喷淋冷却措施，储罐的排气应经回收或处理。
各装置区应严格遵循规范设计静电接地和避雷设施系统，系统包括电气系统接地、设备接地、静电接地和防雷保护接地。
工艺系统以及重要设备均设立安全阀、爆破板等防爆泄压系统。有些可燃性物料的管路系统设立阻火器、水封等阻火设施。
合成氨行业是化学工业的重要组成，也是能源消耗和二氧化碳排放的重点行业。我国深入推进合成氨行业节能降碳改造，发布一系列支持政策。2024年5月，国家发展改革委等五部门发布《合成氨行业节能降碳专项行动计划》，提出到2030年底，合成氨行业能效标杆水平以上产能占比进一步提高，能源资源利用效率达到国际先进水平，生产过程绿电、绿氢消费占比明显提升，合成氨行业绿色低碳发展取得显著成效。图丨工业和信息化部发布《合成氨行业规范条件》
为促进合成氨行业转型升级，推动行业高质量发展，2023年10月，工业和信息化部发布《合成氨行业规范条件》，提出合成氨企业应建立健全安全生产责任制、安全生产及职业健康规章制度，加强重点环节安全管控；2024年3月，应急管理部启部署有关地区开展了合成氨企业安全专项治理，印发《合成氨企业安全风险隐患排查指南》，指导企业建立健全安全风险防控长效机制，不断提升合成氨企业本质安全水平和安全保障能力。随着全球能源结构向绿色低碳加速转型，绿氨作为极具潜力的零碳能源载体和燃料，其战略地位日益凸显。我国密集出台合成氨安全政策，聚焦行业痛点，强化全链条安全风险管控，为合成氨企业转型升级、提升本质安全水平提供了清晰的指引。构建完善的绿氨安全标准体系、推动技术创新、落实精细化管理，不仅是保障从业人员安全和社会公共安全的关键，更是护航绿氨产业行稳致远、最终实现大规模商业化应用，助力国家能源安全和“双碳”目标达成的必由之路。筑牢安全防线，方能释放绿氨潜能，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系贡献关键力量。
