【智汇战新】绿色甲醇产业发展现状及未来发展趋势初探

 时间:2025-04-16 【字体:

加快培育和发展战略性新兴产业,是党中央直接部署、国务院国资委牵头组织、各中央企业全面参与的一项重点工作,中国铁建将培育壮大战新产业写入中长期发展战略,明确了发力赛道,出台了相关配套政策。

为深入贯彻落实中国铁建培育壮大战略性新兴产业的发展目标,认真落实中国铁建主要领导调研铁五院的讲话精神和工作部署要求,扎实开展“大讨论、大学习,促进战新产业大提升”活动,加速推进战略性新兴产业的成长与发展,铁五院推出“智汇战新”专栏,打造一个集研究成果分享、行业资讯发布、市场趋势分析和思想交流于一体的综合性平台,旨在为铁五院战略性新兴产业的培育与壮大提供有力支持,为高质量发展提供坚实的智力支撑。

绿色甲醇产业发展现状及未来发展趋势初探

2023年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确氢能是战略性新兴产业的重点方向,是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。合成甲醇作为氢能产业链应用端的重要环节,近年来随着航运业脱碳压力和欧盟碳税的影响,绿色航运或将成为未来绿色甲醇的重要消纳领域。

在“2030 年碳达峰”、“2060年碳中和”的大背景下,国内大型央企积极响应国家政策号召,在资源条件良好的区域布局多个绿氢氨醇项目,国内绿色甲醇供应潜力巨大,产能处于扩张进行时,提前布局绿氢氨醇项目,有助于推动可再生能源规模化应用,有助于企业在国际市场抢占先机,助力“碳中和”,减少碳排放。

本文旨在对绿色甲醇的行业背景、产业链情况、相关政策、发展情况等方面进行分析,同时对开展此类项目的重点关注事项进行探讨,期望能够对同类项目的推进提供有益借鉴。

绿色甲醇行业发展背景

为了实现对于《巴黎气候协定》目标的贡献,欧盟委员会于2019年12月提出绿色政纲,目标是在2050年使欧洲成为第一个气候中和大陆。此项目标正式写入2021年7月生效的《欧洲气候法(European Climate Law)》,具体承诺2030年温室气体净排放量比1990年减少55%。为了达成减排55%的目标,欧盟执委会于2021年7月14日公布绿色经济法案“Fit for 55”,涵盖气候、能源、建筑、碳交易、土地利用、交通运输、税赋等,以驱动经济和社会转型。

根据 Fit for 55 对于欧盟一系列法规的一揽子修改,EU ETS(欧洲碳排放交易体系)将覆盖范围扩大至航运业,FuelEU Maritime(欧盟海运燃料条例)亦应运而生,意在促进航运业碳排总量控制同时引导清洁燃料应用。欧盟及全球航运减排政策的收紧,撬动绿醇行业的需求增长,绿色甲醇消费有望迎来新机遇。

绿色甲醇产业发展情况

——绿色甲醇产业链包括制备、储运和应用三个环节

绿色甲醇的产业链主要包括上游制备环节、中游储运环节和下游应用环节。绿色甲醇的制备有不同的技术路线,原材料涉及生物质、二氧化碳和绿氢。绿色甲醇以常温常压下的液体形式储存,运输方式分为铁路、公路、船运和管道运输。下游应用领域包括船舶燃料、汽车燃料、化工原料和储能储氢载体。

——制备技术路线影响绿色甲醇的认定

目前绿色甲醇没有形成标准的定义。欧盟可再生能源指令(REDⅡ)的补充条例中表示,考虑脱碳进程,在短期内,利用已计入欧盟排放交易体系,在工业中捕集获得的二氧化碳制备甲醇可以暂认为绿色甲醇,但全生命周期碳排放不超过28.2克二氧化碳每兆焦。

根据国际可再生能源署IRENA在2021年的《创新场景:可再生甲醇》报告指出,绿色甲醇需要原料来源全部符合可再生能源标准,只有两种方式制取的甲醇才能称为“绿色甲醇”:

1)生物质循环利用制甲醇(生物甲醇Bio-methanol)。将生物质原料进行预处理后,通过热解气化,产生含有一氧化碳、二氧化碳、氢气的合成气,再经过催化剂合成生物甲醇。将生物质厌氧发酵产生的沼气,直接重整,或将其中的二氧化碳分离,加氢重整,也可合成生物甲醇。

2)绿电制绿氢再制甲醇(生物电子甲醇Bio-e-methanol/电子甲醇E-methanol):利用绿氢和可再生二氧化碳合成绿色甲醇,重点是要求的二氧化碳是可再生的(Renewable carbon dioxide),意味着只有来自于生物质能的或者是从空气捕集的二氧化碳才能称之为“可再生二氧化碳”。

对于绿色甲醇的认定标准决定了目前绿色甲醇的制备技术路线,我国多数项目采用绿电制绿氢再制甲醇的方式合成绿色甲醇,绿氢作为绿色甲醇生产的主要原材料,其产量直接影响绿色甲醇的合成产量。

——氢能行业发展情况

2019年至2023年,我国氢气产量从2000万吨增长到3545万吨,年均增长率为15.43%。氢能消费量从2460万吨增长到3660万吨,年均增长率为10.44%,供需基本平衡。

2、氢能生产仍以灰氢为主,清洁制氢占比较低

传统的制氢方法主要有化石燃料制氢(灰氢)、副产气体制氢(蓝氢)和电解水制氢(绿氢)三大类。当前我国氢气还主要用于化工领域,以煤、天然气、石油等化石燃料生产的氢气占了将近80%,工业副产气体制得的氢气近20%,电解水占不到2%,根据2024年我国氢气产量3545万吨,计算年绿氢产量约为54万吨。

行业相关政策

——绿色甲醇行业相关政策

国际方面:欧盟提出从2024年至2027年,EU-ETS将逐步覆盖欧盟航运业,规管欧盟境内航线100%的排放以及跨境航线50%的排放。在船舶的适用范围上,2024年起适用于5000总吨及以上的货船和客船,2025年起适用于低于5000总吨但不低于400总吨的货船,2027年起适用于5000总吨及以上的海洋工程船舶。实施步骤为航运公司从2024年开始记录全年排放量,2025年应缴纳2024年报告排放量40%的排放配额,2026年应缴纳2025年报告排放量70%的排放配额,2027年及以后则为100%的排放配额。企业超出免费配额部分的排放量需通过在欧盟碳交易市场中购买碳配额来进行履约。未被配额覆盖的碳排放需要补缴配额并按100欧元/吨CO2缴纳罚款。

FuelEU Maritime要求所有用于商业用途载客或运输货物且总吨位超过5000吨的船舶在停靠欧洲经济区(EEA)成员国管辖范围内的港口,均应遵守以下规定:一是对船舶燃料温室气体强度进行限定;二是2030年起,船舶靠港必须使用岸上电源或零排放技术。FuelEU Maritime法规要求碳强度到2025年下降2%(相较于2020年),到2030年将达到6%;到2035年将达到14.5%;到2040年将达到31%;到2045年将达到62%;到2050年将达到80%。没有达到这一减排目标的船则需要接受罚款。

国际海事组织(IMO)制定的船舶能效法规从2024年开始执行,并提出全球船运减排倡议。根据2021年通过的《国际防止船舶造成污染公约》附则六的修正案,要求船舶减少温室气体排放,并对船舶进行能效评级,此法规将于2024年开始全球执行。此外,IMO提出了全球船舶业2050年净零排放倡议,并于2023年发布《2023年IMO船舶温室气体(GHG)减排战略》,要求相较于2008年,国际航运碳强度到2030年至少减少40%,温室气体排放在2030年至少减少20%(力争30%)、2040年至少减少70%(力争80%);零碳燃料2030年至少5%(力争10%)。

国内方面:2021年10月,交通运输部发布了《绿色交通“十四五”发展规划》,鼓励积极探索油电混合、氢燃料、氨燃料、甲醇动力船舶应用。

2021年12月,工信部印发了《“十四五”工业绿色发展规划》,大力发展和推广新能源汽车,促进甲醇汽车等替代燃料推广,推广应用二氧化碳耦合制甲醇技术。

2022年6月,科技部会同发展改革委、工业和信息化部等九部门编制《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030)》,鼓励研究以水、二氧化碳和氮气等为原料直接高效合成甲醇等绿色可再生燃料的技术。

2023年6月,国家发改委等部门发布《工业重点领域能效标杆水平和基准水平(2023年版)》,明确了包括煤制甲醇在内的25个领域应在原则上于2025年底前完成技术改造或淘汰退出。该政策的发布将进一步推动煤制甲醇行业的技术进步和绿色发展,加快了绿色甲醇项目的落地速度。

2023年12月,国家发改委修订发布《产业结构调整指导目录(2024年本)》,《目录》在新能源鼓励类产业的发电互补技术与应用领域,增加了“电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇”。

——氢能行业相关政策

从中央政策上看,2022年国家发改委和能源局共同发布《氢能产业发展中长期规划》(2021-2035年),明确了氢的能源属性,对氢能产业中长期发展定位进行了阐述。

2023年8月,国家标准委、发改委等6部门共同发布《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,明确了近三年国内国际氢能标准化工作重点任务,部署核心标准研制和国际标准化提升行动两大任务。

2024年4月,国家发改委和能源局发布《中华人民共和国能源法(草案)》,将氢能列入能源范畴,与石油、煤炭、天然气、核电、水能等并列作为能源进行管理。

地方政策层面,多省市出台政策推动非化工区制氢松绑、危化许可松绑。河北省、吉林省、内蒙古自治区和辽宁省沈阳市均出台相关管理办法,允许绿氢生产项目可不入化工园。广东省和新疆布尔津县均制定相关政策,提出允许在非化工园区建设制氢加氢一体站,制氢加氢一体站规模不得超过3000kg/d,储氢容器总容量不得超过3000kg。

多地出台绿氢相关的补贴政策,包括购置成本优惠、生产补贴、电价优惠、配套奖励和消纳补贴。

——购置成本优惠方面,内蒙古提出对制氢关键设备进口免关税,辽宁沈阳提出对不同方式制氢的固投给予10%-30%的投资奖励,宁夏宁东提出按绿氢生产设备投资额6%或7%给予一次性补助。

——生产补贴方面,以吉林省、濮阳市等地区为例,政策主要针对制氢厂采取绿氢的直接生产补贴,首年补贴15元/kg,后续退坡,连续3年每年最高补贴500万元。

——电价优惠方面,广东地区为代表的蓄冷电价政策,同时谷电用电量超50%的免收基本电费,四川地区为代表的采用地区低价电并给予一定的电费支持。

——配套奖励方面,目前已发布政策的配套奖励有风光指标和土地优惠,湖北提出1000标方/时的绿氢制氢产能奖励50MW风光指标。

——消纳补贴方面,鄂尔多斯和克拉玛依市对落地该地且氢气产能大于5000吨/年的项目主体,按绿氢实际销售量给予补贴,2024年补贴为3000元/吨。宁夏宁东基地对在宁东基地实施绿氢替代的化工项目,按5.6元/公斤标准给予用氢补贴。

绿色甲醇市场发展情况

航运业碳排放总量控制带动绿色甲醇需求旺盛,国内外企业纷纷布局绿色甲醇项目。预计到2028年全球甲醇双燃料船舶下水量超过230艘,根据万TEU吨位船舶的典型燃料耗量,预计上述船舶下水量对应甲醇需求超过1100万吨/年,拉动绿氢需求达到接近100万吨/年量级。

——全球绿色甲醇市场情况

据国际组织甲醇协会与芬兰公司GENA Solutions Oy合作统计,截至2024年6月,海外规划绿色甲醇项目共有102个,合计规划产能约1327万吨/年。大多数项目还在研究和规划阶段,建设和已经投产的项目较少。

按照项目地所在国家划分,西班牙、丹麦和美国是海外国家中布局绿色甲醇最多的三个国家,项目数分别为13个、10个和10个。从绿色甲醇的规划产能分布看,美国、西班牙和澳大利亚是规划产能最多,分别为289.9万吨/年、120万吨/年、91.8万吨/年。

从技术路线来看,电制甲醇的项目总数占63%,产能占60%。而生物质制甲醇的项目总数占比为37%,产能占比为40%。

——我国绿色甲醇市场情况

截止2024年7月,我国已建成投产的绿色甲醇项目4个,总产能21万吨/年。在建及备案的绿色甲醇项目78个,总产能超过2600万吨/年。另有大量公司已经规划或达成战略合作协议的绿色甲醇项目109个,规划总产能超过5037.4万吨(包含远期产能)。

在目前公开技术路线的绿色甲醇项目中,59%的项目采取电制甲醇的路线,绝大多数项目中的二氧化碳由工业尾气中捕集。此类工艺在欧盟的标准中不属于绿色甲醇。31%采取生物质制甲醇的路线,主要以农作物秸秆和林业剩余物为原料,通过生物质气化的途径制备合成气进而制备甲醇,另有极少数项目采用生物质制甲烷制甲醇的路线。10%的项目以生物质耦合绿氢的技术路线生产甲醇,即以生物质为碳源与绿氢反应制备甲醇,实现生物基碳源的完全利用和甲醇的产能最大化。

不同技术路线的规划产能分布仍以电制甲醇为主,占比达到66%,生物质制甲醇和生物质耦合绿氢制甲醇的规划产能均为17%。测算生物质耦合绿氢制甲醇规划产能855.8万吨。

重点关注事项

随着国际航运温室气体排放的进一步增加,航运业碳排放已占全球认为碳排放的3%,航运业减碳迫在眉睫,绿色甲醇燃料的使用对航运业减碳具有重要意义,绿色甲醇市场需求预期见涨。绿色甲醇项目具有投资金额高、占地面积大、投资回收期长等特点,是建筑类央企实现转型升级的方向之一,在项目推进中租关注如下重点事项:

——技术路线选择:国内风光资源丰富,选择生物质耦合绿氢技术路线的绿色甲醇生产方式不仅可满足欧盟对于绿色甲醇的认定标准,亦可进一步补足国内绿色甲醇市场产能。

——重点区域选择:我国内蒙古和东北地区风光资源和生物质资源丰富,有利于降低绿色甲醇的生产成本,同时也有助于消纳绿电,解决部分弃风弃光问题。

——进入时机选择:绿色甲醇需求2025年下半年尤其是2026年开始集中放量,但目前供给端落地少,行业有可能出现阶段性的供需错配,绿色甲醇项目建设周期为1-2年,应加快节奏,积极布局绿色甲醇项目,争取在2026-2027年实现放量。

——其他关注事项(以内蒙古为例)

——多地出台政策规定绿氢项目可不在化工园区内,但制氨和制醇还需要在化工园区内进行。

——风光制氢氨醇一体化项目,按照不超过制氢氨醇项目所需年用电量的1.2倍配置新能源规模。

——需配置新能源规模15%(4小时)的储能装置。

——风光制氨醇一体化项目,可向电网送电,年上网电量不超过年总发电量的20%。

参考文献:

[1]华泰证券-战略深度研究-能源转型系列报告:氢能的2.0时代到来-240317

[2]中国氢能产业发展蓝皮书

[3]申万宏源-机械设备行业氢能产业链设备梳理:产业趋势逐渐明朗,氢能设备迎来机遇-240319

[4]国信证券-电力设备行业绿色甲醇发展前景分析:交通领域主流替代燃料,融合绿氢发展前景广阔-241202

备注:本文仅为研究人员观点解读,不代表公司观点。