航运业是全球经济和国际贸易的支柱，全球超80%的贸易运输量通过航运完成。20世纪50年代以来，重质燃料油 (HFO) 凭借其广泛的供应及价格优势成为航运业最重要的燃料，但大量重油燃烧也造成了难以估量的环境代价。在全球加速能源转型、推动净零排放的背景下，航运业作为全球能源相关碳排放的主要来源之一，正迎来一场前所未有的绿色变革。

2023年，国际海事组织（IMO）提出了一项战略目标 —— 到2050年，全球航运业要实现净零排放。这一目标正促使全球航运业加快对新型清洁燃料的探索与应用。作为一种可以减少温室气体排放的航运业替代燃料，“氨” 燃烧时不释放二氧化碳，且能量密度较高，受到了越来越多的关注。目前，已有一些航运巨头开始对氨燃料运输船进行大量投资；欧洲、日本、澳大利亚、中国等国家和地区也在积极布局氨燃料供应链。

虽然氨的燃烧不产生温室气体——二氧化碳，但是，近日一项由美国环保协会（Environmental Defense Fund, EDF）主导的最新研究表明，如果氨在船用燃烧过程中释放氧化亚氮（N₂O）——也是一种极强的温室气体，其对气候的负面影响可能抵消甚至超过氨本身的减排效益。该研究论文于5月在环境领域权威期刊《Environmental Science & Technology》发布。

研究进一步具体分析评估了不同类型氨——绿氨、蓝氨及灰氨分别在低、中、高含氮气体排放情景下的气候效益，结果显示，三种类型氨的气候效益迥异——绿氨气候潜力最大；蓝氨气候效益有限；灰氨则完全不具备气候效益。

01 核心问题：为何氨燃料可能带来气候风险？

氨（NH3）是一种由氮和氢组成的化合物，能量密度较高，能够被用作燃料，其在燃烧时不会排放二氧化碳。但鲜为人知的是，在实际应用中，氨从生产到使用的全链条过程里可能直接或间接产生氧化亚氮（N₂O）。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，氧化亚氮的全球变暖潜能值约为二氧化碳的273倍，且其在大气中的寿命超过100年，是一种极其强效的温室气体。

美国环保协会的研究显示，氨燃料在多个环节可能排放一系列含氮气体（Nr），除了氧化亚氮（N₂O）这一极强的温室气体外，还有氨（NH₃）本身，以及氮氧化物（NOₓ），而氨和氮氧化物还可能进一步发生反应，转化为氧化亚氮。研究揭示了，在氨燃料的生产和使用过程中，氧化亚氮主要通过两种方式产生：

• 直接排放：发动机燃烧氨燃料过程中可能直接产生N₂O

• 间接排放：生产使用过程中泄漏或挥发的NH₃和NOₓ沉降到土壤或水体后，在环境中经过化学和生物反应转化为N₂O（由于缺乏环境中N-N2O的转化率数据，本研究采用了农业领域相关研究中的转化数据，估计值为1-10%）

此外，根据氨燃料不同的生产方式，其生命周期中的含氮气体排放水平差异极大。美国环保协会的研究比较了绿氨（由可再生能源生产的氨）、蓝氨（由化石燃料+CCS生产的氨）和灰氨（由化石燃料生产的氨）三种不同类型的氨 ，并结合低、中、高三类排放情景进行模拟分析，评估了不同路径下氨燃料的气候效益。

02 不同类型氨的气候效益迥异：绿氨气候潜力最大 灰氨不具备气候效益

目前，全球氨燃料主要分为灰氨、蓝氨和绿氨三种类型。灰氨通过传统化石燃料（如天然气或煤）生产，碳排放强度很高，目前仍是最主要的氨，主要用于生产化肥和作为工业原料使用。蓝氨是在灰氨基础上结合碳捕集与封存（CCS）技术所得，能够大量减少碳排放，近年在欧美和中东等地区受到重视。绿氨是使用可再生能源电解水生产的氢气与氮气合成的氨，被视为最清洁的氨路径，近年愈发被视为航运业脱碳进程中的关键一环，但目前全球产量占比不足1%。

美国环保协会研究表明，这三种不同类型氨的全生命周期气候效益差别迥异——

绿氨方面，在理想情况下（低排放情景且液氨挥发气全部回收），绿氨较传统燃油可实现68%-80%的温室气体减排，满足欧盟可再生能源指令III中对可再生燃料的要求。若存在液氨挥发气排放，则绿氨的气候效益会降至59%-79%。研究同时指出，如果绿氨在使用过程中，NH₃和NOₓ在全价值链（生产、转化、港口内储存、加注、船上储存、燃烧）中的排放率较高，且间接N₂O转化率较高（如5%-10%），绿氨的温室气体强度也可能超过传统燃油。

对于蓝氨，美国环保协会研究显示，蓝氨具有一定气候效益，但颇为有限。即使在低排放情景下，蓝氨较传统燃油也仅能实现约17%-30%的温室气体减排。若在使用过程中NH₃和NOₓ的排放率较高，蓝氨的温室气体排放量甚至比传统燃油还要高出26%以上，将完全丧失气候效益。

灰氨的生产过程依赖天然气或煤炭等化石燃料，会产生大量的二氧化碳。因此，其若作为航运燃料，对气候的影响远高于传统燃油；即便在低排放情景下，研究显示其气候影响也高于传统燃油 48%-70%，可以说不具备气候效益，因此应尽量避免灰氨的使用。

03 无论绿氨还是蓝氨：均须采取措施最大化氨燃料的气候效益

美国环保协会的研究结果表明，在低排放情景下，绿氨能够带来巨大的气候效益，并能实现温室气体减排目标。但无论是绿氨还是蓝氨，如果排放含氮气体（Nr），其气候效益也将大打折扣。因此，为了最大化氨燃料的气候效益，必须采取措施降低各类氨燃料全价值链的含氮气体排放，研究建议——

第一，全行业应重视氨燃料的气候风险，全面评估其气候效益。氨燃料虽在温室气体减排方面具有潜力，但其可能带来的N₂O排放风险不容忽视。航运业需要将N₂O的直接和间接排放纳入氨燃料的全生命周期温室气体排放核算，全面评估其气候效益。学术界也应当加强对间接N₂O转化的研究，为准确核算气候效益提供依据。

第二，在全价值链中控制氧化亚氮的直接和间接排放。研究指出，N₂O排放控制的关键在于发动机技术、挥发气（BOG）回收和泄漏监测与修复。可采取的措施包括：优化发动机设计，将N₂O燃烧排放控制在0.006 g/MJ以下；采用废气处理技术；全面捕集回收BOG；采用高灵敏度传感器对排放进行早期检测和持续监测等。

第三，将N₂O排放纳入氨燃料标准及监管体系中。目前各国政策及标准中大多未将N₂O纳入船用燃料监管体系，未来的监管框架应当对发动机的N₂O排放量设定严格限制，并将N₂O纳入温室气体排放核算与报告义务中，以确保氨仍然是一种低排放或接近零排放的燃料。