合成肥料在全球粮食生产中发挥着关键作用，仅氮基肥料就支持了世界约一半人口的营养。
然而，它们带来了巨大的环境成本以及食品安全问题。这些延伸到农场肥料的下游应用，以及上游的生产和分配。在这篇博文中，我们重点讨论后一个问题。
为什么是氮气？
氮是一种关键的作物营养素，促进叶子生长、氨基酸合成和叶绿素发育等关键过程。在自然界中，植物从土壤中吸收氮，并通过微生物以各种生物可利用形式从空气中固定下来。
在19th 本世纪，科学家和工程师竞相寻找合成氮的方法，以促进农作物种植，超越这些自然存在的微生物所能实现的水平。这些努力的成果就是哈伯-博世工艺，它能够实现氨的大规模工业生产；一种含氮化合物，是当今使用的大多数氮肥的前体。
化肥生产、分配 = 累积排放
传统的哈伯-博世工艺的工作原理是使空气中的氮气与化石燃料（通常是天然气）中的氢气发生反应。还需要化石燃料来产生发生该反应所需的高温。传统化肥生产属于能源密集型，约占全球能源使用总量的 1-2% 和全球温室气体排放总量的 1-2%。
此外，为了实现大规模生产所需的规模经济，该行业高度集中。因此，需要长途运输才能将肥料运送到最终用户（即农场）。这会增加排放量，并使化肥对供应链冲击非常敏感。例如，由于新冠疫情造成的供应中断、库存减少、俄乌冲突升级以及中国主要生产商和分销商实施有效的出口禁令，化肥价格在 2020 年至 2022 年期间飙升。
尽管如此，对化肥的需求仍在持续增长，主要来自低收入国家，这些国家最需要养分来提高产量，而且通常距离生产点最远。
迈向去中心化行业
人们认识到需要缓解这些能源消耗、排放和供应链效率低下的问题，刺激了分布式肥料生产模式的创新。此类模型旨在通过使化肥生产更接近最终用户，同时利用“更清洁”的固氮方法，最大限度地减少运输需求并增强可持续性。
从广义上讲，出现了两类：
- 中等规模本地化/区域生产：生产规模略小于传统的哈伯-博世工厂，但运行方式大致相同（即“绿色氨”）。这里的关键区别在于，生产氨所需的氢气是通过电解从水中获得的。而可再生能源（通常来自同一地点的太阳能或风能装置）为该过程提供动力，而不是碳氢化合物。采用这种方法的创新者的例子包括 费蒂希，该公司正在西班牙规划一座绿色氨厂，为欧洲农民生产可持续肥料。
- 微规模现场生产：这种方法旨在将权力下放概念发挥到极致。它涉及紧凑的生产单元，通常安装在集装箱内，可以为单个农场或社区生产足够的肥料。在这种现场生产模式中，创新者通常正在探索两种固氮方法：
现有优势？
尽管分布式生产前景广阔，但挑战仍然存在。现有化肥公司往往专注于整合传统哈伯-博世设施的碳捕获和储存技术（即“蓝氨”）和下游干预措施，例如增氮生物投入。除了少数例外，他们只最低限度地参与了中规模和微型分布式技术。
相反，食品和能源行业的参与者正在推动企业参与分布式解决方案。例如，Nitricity 与 Olam Food Ingredients 对其现场固氮技术进行了现场试验，Heineken 和 RIC Energy 成为 FertigHy 的创始投资者。
在微型解决方案领域，科技风险投资公司主导了对 Nitricity 和 Jupiter Ionics 等初创企业的早期投资。与此同时，麦格理等基础设施投资者对中型企业表现出了兴趣，例如 阿特拉斯农业公司.
随着主要司法管辖区环境法规的收紧以及用于燃料和能源存储等用途的新绿色氨市场的兴起，我们可以预期一批精选的化肥创新者将从中受益。开拓新氨市场的能力意味着多元化的收入机会，可以吸引更多现有企业的兴趣，特别是对于拥有独特技术产品的创新者而言。
