在全球能源转型及减碳步伐稳步推进的大背景下，绿色甲醇作为一种低碳、清洁的燃料日益受到关注。从行业生命周期来看，绿色燃料尚处于导入期。预计在当前及一段时间内，绿色燃料行业利润率较低，需求增速明显，市场规模成长率较高，但此时技术上还有很大的不确定性，在产品、市场、服务等策略上需开拓创新，在此期间布局企业可以较低成本开辟新用户、占领市场。本文从甲醇分类、绿色甲醇的技术路线分析、绿色甲醇成本与经济性研究、未来应用前景展望等几个角度论述绿色甲醇产业的现状及趋势，并对我国绿色战略性新兴产业——绿色甲醇行业发展提出建议。
1.甲醇的分类
绿色甲醇定义目前国际上尚无统一标准，国际可再生能源署（IRENA）建议按生产原料来源将甲醇分为绿色、蓝色、灰色和棕色甲醇 ，详见图1。当原料氢气（H2）和二氧化碳（CO2）来源均为可再生属性，则属于绿色甲醇。根据全球甲醇协会研究报告，可再生H2是指利用可再生能源制取H2，可再生CO2是指生物质来源CO2或直接空气捕获CO2。
图1 按生产原料来源的甲醇分类图
数据来源：国际可再生能源署（IRENA）
2.我国绿色甲醇产业发展现状
2.1我国甲醇产能为碳排放最高的生产路径
我国是全球最大的传统甲醇生产国和消费国，但截至2024年初，我国绿色甲醇尚暂无产能。2022年我国甲醇产能首次突破1亿吨/年，2023年产能增至1.067亿吨/年，占全球甲醇总产能的近60%，以煤炭为原料的占比为73.8%，焦炉气为原料的占比16.5%，天然气占比9.3%。2023年我国占全球甲醇总需求量的81.5%，表观需求量合计9318万吨。
根据国际可再生能源署（IRENA）的分类，根据原料和相关碳排放，又可归类为高碳强度甲醇和低碳强度甲醇。在没有碳捕获或可再生能源输入的情况下，由煤炭和天然气生产的甲醇通常被认为是高碳强度甲醇（棕色和灰色甲醇）。在高碳强度甲醇中，以煤炭为原料的棕色甲醇的CO2排放量大大高于以天然气为原料的灰色甲醇。
2.2我国正处于积极试点布局及示范项目阶段
据彭博新能源的统计数据，目前全球有1800万吨的绿色甲醇项目正在筹备中，约占目前现有传统化石能源甲醇产量的16%。在这些工厂中，有1100万吨的产能将在2030年之前投产。我国在全球绿色甲醇新增产能中占主导地位，有一半的产能处于早期阶段，尚未公布投产日期。在我国规划的绿色甲醇产能中，约60%将使用绿色H2，这是因为许多绿色甲醇项目都是作为已宣布的绿色氢能项目的附加项目而规划的。整体而言，我国未来约三分之二的产能计划生产电制甲醇，三分之一计划生产生物制甲醇。
3.技术发展现状与趋势分析
3.1稳定低价的原料供应是产业化的痛点
当前绿色甲醇制备主要有三条技术路线：以沼气为原料、生产生物质绿色甲醇；生物质气化路线、生产生物绿色甲醇；绿色电力电解水制绿氢、生产电制绿色甲醇。绿色甲醇三条制备路线的原料问题及技术瓶颈对比见表1，当前稳定低价的原料供应是产业化的痛点。
表1 绿色甲醇三条制备路线的原料问题及技术瓶颈对比表
3.2规模化且具经济性的技术将成为发展重点
中国由于“富煤、贫油、少气”的资源格局，甲醇生产以煤制为主，煤制甲醇原料煤和燃料煤的成本占总生产成本的70%～80%，煤炭价格走势对甲醇成本端的影响非常明显。根据卓创资讯的统计，我国以煤及天然气制甲醇的成本构成见表2。
表2 我国以煤炭及天然气制甲醇成本构成表 元/t
绿色甲醇的经济性可以按照不同生产路径进行分析。
(1) 以沼气为原料，生产绿色甲醇
沼气路线中沼气成本是影响绿色甲醇成本的最主要因素。沼气主要成分是CH4，常用技术为厌氧消化技术，即有机质在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S的消化技术。该过程可以转化含水量高的生物质，例如动物粪便或食物垃圾。
沼气生产初始投资成本高，投资回收期长，商业化程度低，且面临前端的原料持续供给缺乏稳定性的问题,因此当前沼气工程的产气量难以形成规模，沼气利用模式难以持续稳定推进形成规模化的产业链。
(2) 生物质气化路线，生产绿色甲醇
根据中科院热物理研究院的研究，生物质的主要利用方式有成型、直接燃烧发电/供热和气化制绿色化学品，其中，生物质气化是是一种广泛使用的热化学过程，用于获得比原料本身更有价值和潜在应用的产品，是生物质大规模制绿色化学品的有效手段。生物质气化路线与传统煤化工的气化装备及流程类似，被行业寄予较高期望。
常用的气化技术类型分为固定床气化、流化床气化及气流床气化，对比情况见表3。
表3 常用生物质气化技术比较
传统的气化技术应用于生物质原料的过程中，存在原料适应性、焦油含量高、气化效率低等问题，目前，3种技术均存在不同程度的局限性。
(3) 绿色电力电解水制绿氢，生产绿色甲醇
绿电电解制绿氢的成本是此工艺路线能否工业化生产的重要限制条件。当前绿电制绿氢成本较高，根据彭博新能源的统计，2023年全球主要市场使用可再生能源制氢的成本约为2.4～12.0美元/kg H2。国内当前制氢路线仍以传统化石能源为主，煤、石油、天然气是目前生产H2的主要原料。随着国内新能源产业的高速发展，国内碱性电解槽产能增速较快，电解槽成本下降，预计2030—2035年，绿氢成本或有望降至1.1～5.1美元/kg H2，届时此绿色甲醇生产工艺或将展现出规模化经济性。
3.3远期CO2排放或将影响甲醇生产成本
除了原料成本，在衡量传统甲醇及绿色甲醇的经济性时，CO2排放及可能产生的相关费用也是重要因素。
欧盟通过其排放交易计划(ETS)和欧盟航运规章提出了航运业温室气体排放措施。自2025年起，根据欧盟MRV(监测、报告与核查)系统在2024年报告的船舶（总吨位≥5000吨）CO2排放量将纳入区域性排放交易计划中。根据彭博新能源分析，2024—2030年间EU ETS中碳配额价格可能会翻一番。随着全球低碳转型的深化，碳交易价逐渐提高，由于绿色甲醇的碳减排效应明显，将有可能带来持续规模化生产的经济效益。
4.绿色甲醇市场与需求情况
4.1短期内航运脱碳需求
据彭博新能源的统计数据，截至2024年3月，全球已订购约225艘配备甲醇双燃料发动机的船舶并将在5年内交付，在未来5年内将消耗超过1400万吨绿色甲醇。
作为燃料，甲醇的闪点较低。闪点温度通常用于评估液体的火灾危险性，闪点越低，意味着液体越容易引发燃烧，从而增加了火灾的风险。在相当长的航运历史中，《国际海上人命安全公约》禁止使用闪点低于60℃的燃料。而甲醇闪点较低，约为12℃。2015年6月国际海事组织在MSC.391(95)号决议中通过了《船舶使用气体或其他低闪点燃料安全规则》（IGF规则），适用于使用气体或其他低闪点燃料（如甲醇）作为燃料的船舶，《IGF规则》规定了国际海事组织的监管安全要求和框架，为甲醇作为船用燃料使用提供了依据。
4.2远期化工领域降碳驱动更大需求空间
长期来看，我国化工领域甲醇的煤制路线存在减碳机会，我国政府不断收紧的环境许可法规迫使一些私营化工生产商在其煤化工工艺中掺入绿色氢气。煤制甲醇需通过煤气化工艺，能耗高。煤基甲醇每1吨产量排放3.3吨碳，几乎是天然气甲醇的4倍，主要原因是煤气化产生的合成气碳氢比为1，与生物质合成气类似。因此，需要额外的煤炭来生产H2，如果用绿色H2来替代，则可以大大减少甲醇和煤制烯烃的煤炭消耗和碳足迹。
化工行业面临的挑战是缺乏激励客户采购绿色产品的措施。甲醇的最终用途极为广泛，从家用产品到工业树脂和建筑材料。虽然某些行业对成本的敏感度较低，对供应链脱碳的动力较强，但在其整体产品碳足迹中的优先级较低。例如，甲醇是汽车中使用的各种塑料树脂的原料。然而，一辆普通汽车所含的塑料树脂约为200kg，远低于一辆普通汽车所使用的900kg钢材，大多数具有减碳目标的汽车制造商都在优先考虑其钢铁材料的脱碳问题。
5.总结与建议
我国是全球最大的甲醇生产国和消费国，产能和产量均超过全球的一半以上。甲醇在我国化工行业中占有重要的地位，同时也是一种低碳、清洁的液体燃料。“双碳”背景下，我国传统煤制甲醇行业碳排放压力剧增，但以生物质等可再生资源为原料制备的绿色甲醇，不仅原料来源广泛，且作为燃料低碳含氧、排放清洁，已成为清洁能源发展的重要方向之一。未来中国绿色甲醇行业将会加快技术革新步伐，对该行业发展建议如下。
(1) 推动传统甲醇产业向专业化、清洁化、绿色化发展。建议国家相关主管部门做好传统甲醇行业统筹规划，引导甲醇产业向着大型化、集约化发展，持续压减低效和环保措施配套不足的产能，严格规范行业的废气、废水排放标准，引导布局CO2捕集、利用与封存（CCUS），大力推动产业基础较好的区域与绿氢协同互补互促发展。
(2)加快制定我国“绿色甲醇分级标准”。建议工业和信息化部等相关主管部门牵头，加快推进绿色甲醇国家标准的制定和完善，夯实绿色甲醇规模化应用基石，确保国产绿色甲醇真正符合环保、社会和经济可持续的全球标准。同时，积极参与国际绿色甲醇燃料标准的制定，增加市场话语权和影响力。
(3) 重点推动甲醇动力船舶产业链发展。发挥全国性协会组织和相关国有企业作用，探索建立包括传统甲醇生产、绿色甲醇制造、甲醇发动机与船舶建造、甲醇仓储、甲醇加注等多方参与的产业链协作信息共享平台。积极布局各种工艺路线下甲醇燃料全生命周期碳排放，鼓励探索甲醇燃料应用新模式，为我国碳中和发展提供新的思路和方案。
转载自：化工好料到haoliaodao.com
来源：中国化工信息周刊
林海球