甲醇簡(jiǎn)介
甲醇是一種重要的大宗基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。甲醇是無色透明的液體，廣泛應(yīng)用于甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等的制取，與木材、涂料、紡織、燃料、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)息息相關(guān)。同時(shí)甲醇具有質(zhì)量輕、揮發(fā)性強(qiáng)、無色和易燃等特點(diǎn)，作為一種清潔能源應(yīng)用于燃料電池、汽油添加劑和船舶燃料，還可以通過裂解釋放出氫氣，從而成為氫氣儲(chǔ)運(yùn)的載體。
我國(guó)甲醇產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，占全球總產(chǎn)能的約60%。全球甲醇產(chǎn)能從2018年的143.3噸/年增長(zhǎng)到2022年169.9噸/年，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為4.3%。近年來主要的產(chǎn)能增長(zhǎng)由中國(guó)貢獻(xiàn)，我國(guó)作為世界甲醇生產(chǎn)第一大國(guó)，2023年甲醇產(chǎn)能達(dá)到1.08億噸/年，同比增加5.8%，增速上漲了2.7個(gè)百分點(diǎn)，占全球總產(chǎn)能的約60%。2019-2023年我國(guó)甲醇產(chǎn)能年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5.0%。2023年，我國(guó)甲醇產(chǎn)量約為8443萬噸，同比增加約3%，產(chǎn)能利用率78%。
我國(guó)是世界最大的甲醇消費(fèi)國(guó)，引領(lǐng)世界甲醇市場(chǎng)發(fā)展。2023年我國(guó)甲醇消費(fèi)量為0.99億噸，占全球消費(fèi)量的78.6%，2019-2023年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到12.5%。目前我國(guó)的甲醇市場(chǎng)仍有缺口，約有1200萬噸甲醇依靠進(jìn)口。
在我國(guó)甲醇的下游應(yīng)用中，排名前三的分別是作為化工原料制烯烴（約50.5%）、甲醇燃料（約16%）和作為化工原料制甲醛（約8.1%）。其中烯烴是重要的化工原料，可用于生產(chǎn)橡膠、塑料和纖維等；燃料方面，甲醇可以直接使用或與其他燃料混合使用，近年來，甲醇作為燃料的需求呈顯著上升趨勢(shì)；甲醛用于制造膠黏劑和涂料，廣泛應(yīng)用在木材加工、家具制造和建筑行業(yè)。
傳統(tǒng)甲醇的生產(chǎn)路線為煤制甲醇和天然氣制甲醇，我國(guó)以煤制甲醇為主。國(guó)際上，生產(chǎn)甲醇的原材料主要為天然氣，中東、美洲等地區(qū)天然氣資源豐富，價(jià)格低廉，天然氣轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟可靠。受能源結(jié)構(gòu)影響，我國(guó)主要采用煤制甲醇的工藝，比例超過80%。
氣候危機(jī)及環(huán)境污染背景下甲醇行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型。大量采用化石燃料制甲醇使得甲醇工業(yè)成為碳排放量最高的化工行業(yè)之一，煤制甲醇路線中每生產(chǎn)1噸甲醇需排放約3噸二氧化碳，每年中國(guó)甲醇行業(yè)的碳排放量在2億噸以上。為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染，采用更為環(huán)保的技術(shù)路線生產(chǎn)甲醇成為未來甲醇行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。
甲醇生產(chǎn)路線分類
國(guó)際可再生能源署建議按生產(chǎn)過程中碳排放強(qiáng)度由高到低將工業(yè)上生產(chǎn)的甲醇分為四種類型，分別為棕色/黑色甲醇、灰色甲醇、藍(lán)色甲醇和綠色甲醇，對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)甲醇的原材料分別是煤、天然氣、藍(lán)氫和二氧化碳（或綠氫和不可再生二氧化碳）及生物質(zhì)/可再生二氧化碳和綠氫。
綠色甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放趨近于零。從棕色/黑色甲醇，灰色甲醇，藍(lán)色甲醇到綠色甲醇。甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放逐步降低,綠色甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放趨近于零。我國(guó)甲醇產(chǎn)能以煤制甲醇為主，甲醇行業(yè)年碳排放量超過2億噸。大力發(fā)展綠色甲醇將大幅降低甲醇行業(yè)的碳排放。
當(dāng)甲醇作為化工原料時(shí)下游應(yīng)用繁多，產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，因此以甲醇作為燃料，即最終完全燃燒的應(yīng)用場(chǎng)景評(píng)估不同種類甲醇的碳排放強(qiáng)度。根據(jù)國(guó)際可再生能源署的數(shù)據(jù)，基于生物質(zhì)、捕獲二氧化碳和綠氫制備的綠色甲醇具有較低的碳排放強(qiáng)度，僅為0-0.7噸/噸，而棕色/黑色甲醇的碳排放量高達(dá)3.4-5.2噸/噸。
棕色/黑色甲醇是指利用煤炭生產(chǎn)甲醇。在煤制甲醇的工藝中，煤與來自空氣中的氧氣在氣化爐內(nèi)制得含有高濃度一氧化碳的粗煤氣，然后按一定的碳?xì)浔妊a(bǔ)充氫氣，將混合氣通過凈化裝置除掉多余的二氧化碳和硫化物得到甲醇合成氣，再經(jīng)過壓縮，合成和精餾等工序得到甲醇產(chǎn)品。棕色/黑色甲醇的制備工藝存在能耗高和污染嚴(yán)重的問題。
灰色甲醇是以天然氣為原料制備的。天然氣制甲醇的工藝主要由預(yù)轉(zhuǎn)化脫硫、調(diào)整水碳比并轉(zhuǎn)化為合成氣、壓縮、合成和精餾等單元組成。與棕色/黑色甲醇相比，灰色甲醇的生產(chǎn)具有流程短、碳排放強(qiáng)度相對(duì)較低的特點(diǎn)，但仍屬于高排放行業(yè)。由于我國(guó)富煤貧油少氣的基本國(guó)情，2012年國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《天然氣利用政策》,禁止新建或擴(kuò)建以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇及甲醇生產(chǎn)下游產(chǎn)品裝置,天然氣資源優(yōu)先用于城市燃?xì)?。雖然2023年管控政策松綁，但天然氣制甲醇扔被列為限制類項(xiàng)目。受資源和政策的影響，我國(guó)灰色甲醇僅占全國(guó)產(chǎn)能的8%左右。
藍(lán)色甲醇是指在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上采用碳捕集和碳存儲(chǔ)技術(shù)所制出的甲醇。包括利用藍(lán)氫和可再生二氧化碳/不可再生二氧化碳，或綠氫和不可再生二氧化碳制備的甲醇。其中，藍(lán)氫是指通過工業(yè)副產(chǎn)物或使用化石燃料但實(shí)施二氧化碳捕集利用與封存措施制得的氫氣?？稍偕趸贾竿ㄟ^生物源或直接空氣捕集得到的二氧化碳，不可再生二氧化碳是指工業(yè)過程的二氧化碳。
綠色甲醇指基于生物質(zhì)、綠氫、二氧化碳等可再生能源制備的甲醇。目前國(guó)際上還沒有形成統(tǒng)一的對(duì)綠色甲醇的定義，國(guó)際可再生能源署指出，綠色甲醇需要原料來源全部符合可再生能源標(biāo)準(zhǔn)。歐盟最新版本的《可再生能源指令》中提到，綠色甲醇可以分為生物燃料、非生物來源的可再生燃料和再循環(huán)碳燃料三類。即基于生物質(zhì)、綠氫和二氧化碳制備甲醇?！犊稍偕茉粗噶睿≧EDⅡ）》補(bǔ)充條例表示，短期內(nèi)不再?gòu)?qiáng)制要求生物質(zhì)制甲醇與綠電制甲醇作為綠色甲醇的唯一選擇，而是把可計(jì)入歐盟碳排放交易體系，且在工業(yè)及火電場(chǎng)景中捕獲來的不可再生CO2制備的甲醇也認(rèn)定為綠色甲醇。中國(guó)目前正在積極探索綠色甲醇的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
綠色甲醇產(chǎn)業(yè)鏈
綠色甲醇的產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制備、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。綠色甲醇的制備分為四種不同的技術(shù)路線，原材料涉及生物質(zhì)、二氧化碳和綠氫。綠色甲醇以常溫常壓下的液體形式儲(chǔ)存，運(yùn)輸方式分為鐵路、公路、船運(yùn)和管道運(yùn)輸。下游應(yīng)用領(lǐng)域包括船舶燃料、汽車燃料、化工原料和儲(chǔ)能儲(chǔ)氫載體。
綠色甲醇技術(shù)路線及特點(diǎn)
綠色甲醇的制備分為四種路線，路線一為電制甲醇，基于綠氫和二氧化碳制備；路線二為生物質(zhì)氣化制甲醇；路線三為生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇，路線四為生物質(zhì)發(fā)酵制甲烷再制甲醇。路線二、三、四均存在生物質(zhì)原料的供應(yīng)受季節(jié)和氣候影響較大，生物質(zhì)氣化技術(shù)和設(shè)備面臨一定挑戰(zhàn)的問題。
路線一：電制甲醇
電制甲醇主要以綠氫和可再生二氧化碳為原料。其技術(shù)路線分為：利用可再生電力電解水得到的綠氫和捕獲的二氧化碳生產(chǎn)甲醇；二氧化碳電催化還原制甲醇。其中二氧化碳電催化制甲醇尚不具備工業(yè)化條件，可再生二氧化碳與綠氫反應(yīng)制備甲醇已被證明可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。電制甲醇的優(yōu)勢(shì)在于目前電解水技術(shù)已經(jīng)成熟，但電解水和二氧化碳捕獲成本高昂，綠氫與可再生二氧化碳的輸配問題也面臨挑戰(zhàn)。
路線二：生物質(zhì)氣化制甲醇
生物質(zhì)氣化制甲醇技術(shù)是將生物質(zhì)氣化，然后通過變換和脫碳得到碳?xì)浔纫欢ǖ暮铣蓺鈦碇苽浼状?。我?guó)擁有豐富的生物質(zhì)資源，如秸稈、木屑、玉米芯、稻殼、稻草和城市固體廢物等，可以高效利用這些生物質(zhì)資源制造甲醇。該技術(shù)路線中的關(guān)鍵工藝是生物質(zhì)氣化技術(shù)，得到合成氣后制取甲醇的技術(shù)原理與煤制甲醇類似，工藝路線已經(jīng)成熟穩(wěn)定，熱化學(xué)效率較高，對(duì)土地的面積要求較低，但氣化工藝和大型氣化爐設(shè)備還存在技術(shù)挑戰(zhàn)。
路線三：生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇
路線三是以生物質(zhì)為碳源與綠氫反應(yīng)制備甲醇。路線二當(dāng)中，碳?xì)浔日{(diào)整存在耗能反應(yīng)（水煤氣環(huán)節(jié)）并排放二氧化碳。在此基礎(chǔ)上如果將電解水制備得到的氧氣運(yùn)用在生物質(zhì)氣化環(huán)節(jié)，將綠氫導(dǎo)入合成氣以調(diào)整碳?xì)浔壤?，則可以取消變換單元，簡(jiǎn)化甲醇制備的設(shè)備和流程。
路線四：生物質(zhì)制甲烷制甲醇
路線四是用生物質(zhì)發(fā)酵得到甲烷再制甲醇。首先利用微生物將生物質(zhì)厭氧發(fā)酵得到沼氣（甲烷），通過甲烷重整得到氫氣和二氧化碳的混合氣并制備甲醇。由于自然發(fā)酵過程緩慢、沼氣規(guī)模化的可能性較低，該技術(shù)路線需要大面積土地對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，同時(shí)廢渣處理難度較大。
綠色甲醇經(jīng)濟(jì)性比較分析
由于目前我國(guó)存量甲醛產(chǎn)能以煤制甲醇為主，綠色甲醇產(chǎn)量較小，各種生產(chǎn)要素尚未達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)條件，因此目前綠色甲醇成本偏高，與黑/棕色甲醇成本差距較大，但未來隨著產(chǎn)業(yè)化發(fā)展綠色甲醇降本空間巨大。
我們測(cè)算以上四種技術(shù)路線制備綠色甲醇的成本，目前綠電制甲醇的成本為4500-4600元/噸，生物質(zhì)氣化制甲醇的成本為3800元/噸左右，生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇的成本為3500-3600元/噸，生物質(zhì)制甲烷制甲醇的成本3500-4200元/噸。我國(guó)煤制甲醇產(chǎn)能占比超過80%且天然氣制甲醇屬于限制類項(xiàng)目，當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格為500-1000元時(shí)，傳統(tǒng)煤制甲醇（黑/棕色甲醇）的成本為1800-2700元/噸。
我們預(yù)期隨著未來綠電成本的下降和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，綠電制甲醇和生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇的成本下降空間巨大，單位生產(chǎn)成本有望達(dá)到2100-2200元/噸（電制甲醇）和1900-2000元/噸（生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇），可對(duì)當(dāng)前龐大的甲醇市場(chǎng)進(jìn)行直接替代，有效降低甲醇工業(yè)的碳排放量。需要注意的是，任何涉及到使用生物質(zhì)原料的技術(shù)都需要考慮生物質(zhì)顆粒的價(jià)格，若未來能夠發(fā)展大規(guī)模低成本的生物質(zhì)來源，那么當(dāng)生物質(zhì)顆粒價(jià)格下降至600元/噸以下時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性與煤制甲醇相當(dāng)。而目前由于生物質(zhì)資源分布較分散、供應(yīng)量有限、呈季節(jié)性供應(yīng)的特點(diǎn)，大規(guī)模供應(yīng)量存在不確定性。
傳統(tǒng)煤制甲醇成本
我國(guó)甲醇的生產(chǎn)幾乎完全依賴于煤炭，即棕色/黑色甲醇。當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格為500-1000元時(shí)，煤制甲醇的成本為1800-2700元/噸。例如據(jù)報(bào)道，2023年12月8日當(dāng)周，我國(guó)西北地區(qū)煤制甲醇制造成本在2755元/噸，原料煤及燃料煤的成本占到甲醇總成本的75%以上。
綠電制甲醇路線成本
綠電制甲醇目前成本約為4500-4600元/噸，未來隨著綠電價(jià)格、碳捕獲成本的下降以及技術(shù)發(fā)展，有望降低至2100-2200元/噸。在電制甲醇工藝流程中，氫氣和二氧化碳分別來自于電解水制氫和二氧化碳捕獲。綠電制甲醇的成本主要由原料氣成本、工藝成本、設(shè)備折舊、運(yùn)維操作等構(gòu)成。以設(shè)計(jì)建設(shè)年產(chǎn)10萬噸的二氧化碳加氫制甲醇項(xiàng)目為對(duì)象,總投資2億元，折舊殘留率5%,設(shè)備折舊年限20年進(jìn)行生產(chǎn)成本分析和預(yù)測(cè)。項(xiàng)目采用目前常見的銅基催化劑,據(jù)目前催化劑的性能,原料氣二氧化碳的單程轉(zhuǎn)化率為30%,生成甲醇的選擇性為80%。年產(chǎn)10萬噸甲醇需消耗氫氣1.88萬噸、二氧化碳13.73萬噸。項(xiàng)目中所有用電來自光伏、風(fēng)電等綠色電力,氫氣來自綠電制氫,二氧化碳來自工業(yè)捕集，純度為99.5%以上。制氫過程中以電耗4.5kWh/Nm3，電價(jià)以0.3元/kWh計(jì)算。根據(jù)測(cè)算，電制甲醇的成本為4500-4600元/噸，其中氫氣成本為主要成本，占比達(dá)到82%，二氧化碳成本占比9%。
綠電制甲醇降本趨勢(shì)
考慮氫氣成本及二氧化碳成本都有較大下降空間，同時(shí)技術(shù)革新將減少生產(chǎn)過程中消耗品的用量，未來綠電制甲醇的成本有望降低至2100-2200元/噸。電制甲醇的單耗分別為每生產(chǎn)1噸甲醇消耗0.19萬噸氫氣和1.38萬噸二氧化碳。
未來綠電價(jià)格下降將帶動(dòng)綠氫成本大幅降低。綠氫占甲醇生產(chǎn)總成本的80%左右，目前新能源發(fā)電的造價(jià)快速下行，同時(shí)設(shè)備發(fā)電效率提升，綠電價(jià)格有望降至0.1元/kWh，對(duì)應(yīng)綠電制甲醇的成本約為2600元/噸，已經(jīng)接近煤制甲醇的成本。
二氧化碳具備有一定下降空間。二氧化碳成本占比約為7%，目前主要來源為從火電廠通過基于MEA的化學(xué)吸收法捕集獲得。目前在1噸二氧化碳的綜合成本約在288元，隨著新材料的開發(fā)和新技術(shù)的發(fā)展，未來5年內(nèi)捕集成本有望快速下降至150元/噸左右，2060年有望進(jìn)一步下降至90-130元/噸。2023年我國(guó)二氧化碳排放總量達(dá)到374億噸，其中電力行業(yè)約占總排放量的48%。
工藝革新可進(jìn)一步降低電制甲醇成本。工藝成本包括催化劑成本、甲醇生產(chǎn)過程中的電力成本、循環(huán)/冷卻水消耗及工藝氣體消耗等，其中催化劑成本影響較大。
在二氧化碳加氫制甲醇的過程中，由于受到熱力學(xué)限制，二氧化碳的單程轉(zhuǎn)化率最多僅為40%。目前用于二氧化碳加氫的催化劑有銅基催化劑、金屬氧化物和貴金屬等，對(duì)甲醇的選擇性為40%-99%。
隨著工藝革新，未來催化劑的性能有望同時(shí)達(dá)到40%的單程轉(zhuǎn)化率和99%的甲醇選擇性。據(jù)模擬，催化劑的使用成本將降低至8萬元/噸甲醇。催化劑性能的提升也會(huì)導(dǎo)致電耗和工藝氣用量的減少使成本進(jìn)一步降低。
綜合各項(xiàng)成本發(fā)展趨勢(shì)，未來電制綠色甲醇的成本有望降低至2100-2200元/噸。
綠色甲醇制備成本—生物質(zhì)氣化路線
目前生物質(zhì)制甲醇的成本約3800元/噸左右，當(dāng)生物質(zhì)顆粒價(jià)格為600元/噸時(shí)成本下降至約2300元/噸左右。生物質(zhì)氣化制甲醇的成本主要包括設(shè)備投資成本、人工與運(yùn)維成本、生物質(zhì)原料和生產(chǎn)消耗成本。
我們參考江蘇省鹽城市嵐?jié)纱筘S港擬投資項(xiàng)目數(shù)據(jù)，項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)30萬噸，以蘆竹等生物質(zhì)為原料通過熱裂解生產(chǎn)綠色甲醇。項(xiàng)目投資22.5億，折算設(shè)備分?jǐn)偵a(chǎn)綠醇成本約為300元/噸。主要設(shè)備包括空分裝置、生物質(zhì)氣化裝置、氣體凈化裝置、甲醇裝置和配套的公用工程及輔助裝置。
據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù)，生物質(zhì)顆粒氣化生產(chǎn)甲醇的能量轉(zhuǎn)化效率約為60%，按生物質(zhì)顆粒的平均熱值17MJ/kg計(jì)算，理論上每生產(chǎn)一噸甲醇需要1.95噸生物質(zhì)顆粒，考慮生產(chǎn)過程中損耗，因而單噸甲醇生產(chǎn)所需生物質(zhì)顆粒按2.5噸測(cè)算。參考2024年生物質(zhì)顆粒價(jià)格約為1200元/噸，即生產(chǎn)1噸甲醇的生物質(zhì)顆粒成本約為3000元/噸。
電力成本方面，每生產(chǎn)一噸甲醇實(shí)際需消耗電量500kWh，采用風(fēng)光等綠電且按0.3元/kWh計(jì)，分?jǐn)偵a(chǎn)綠醇成本為150元/噸。其余生產(chǎn)過程消耗的除鹽水、氮?dú)獾燃s合250元/噸。
綜上該項(xiàng)目生物質(zhì)制甲醇的成本約3800元/噸左右，其中生物質(zhì)原材料占比最高，達(dá)到79%；電力及生產(chǎn)過程消耗品的成本占比10%，設(shè)備折舊費(fèi)用占比8%，人工與運(yùn)維費(fèi)用占比5%。
生物質(zhì)氣化制甲醇未來價(jià)格主要取決于生物質(zhì)原材料價(jià)格。在生物質(zhì)資源豐富且價(jià)格低廉的地區(qū)，生物質(zhì)顆粒的價(jià)格有望降低.當(dāng)生物質(zhì)原材料價(jià)格低于600元/噸時(shí),生物質(zhì)氣化制甲醇的成本約為2300元/噸，接近目前煤制甲醇的成本。
技術(shù)革新帶來的成本下降較為有限。總體上位于生物質(zhì)資源豐富，地勢(shì)平坦，交通便利的生物質(zhì)制甲醇項(xiàng)目盈利空間更大。
綠色甲醇制備成本—生物質(zhì)制甲烷再制甲醇路線
生物質(zhì)制甲烷再制甲醇目前成本為3400-4200元/噸，遠(yuǎn)期不具備發(fā)展優(yōu)勢(shì)。生物質(zhì)發(fā)酵制甲烷并進(jìn)一步制備甲醇的路線在制備得到甲烷后工藝流程與天然氣制甲醇一致。據(jù)國(guó)際可再生能源署計(jì)算，基于生物質(zhì)制甲烷再制甲醇的成本將在天然氣制甲醇成本的基礎(chǔ)上增加377美元/噸，折合人民幣約2700元/噸。而天然氣制甲醇的成本為100-200美元/噸，即生物質(zhì)制甲烷再制甲醇的成本為3400-4200元/噸。
生物質(zhì)制甲烷再制甲醇的成本同樣主要取決于生物質(zhì)原材料的價(jià)格，但是由于生物質(zhì)自然發(fā)酵緩慢及占地面積過大等問題，未來新增產(chǎn)能規(guī)模有限。不同技術(shù)路線成本與目前甲醇價(jià)格對(duì)比（考慮碳排放成本）傳統(tǒng)路線制備甲醇將面臨高昂碳價(jià)格，綠色甲醇成本優(yōu)勢(shì)顯著。棕色/黑色甲醇（煤制甲醇）的碳排放量高，每噸生產(chǎn)1噸甲醇需排放3噸二氧化碳。據(jù)《中國(guó)能源體系碳中和報(bào)告2060》預(yù)測(cè)，2030年碳排放權(quán)價(jià)格將緩慢上漲至300元/噸，對(duì)應(yīng)煤制甲醇成本將上升900元/噸，屆時(shí)棕/黑色甲醇生產(chǎn)成本可能上升至2700-3600元/噸。在2030年以后碳價(jià)格還會(huì)加速上漲,最終于2060年達(dá)到1300元/噸，對(duì)應(yīng)煤制甲醇的平均成本將上升3900元/噸，因此中遠(yuǎn)期考慮碳價(jià)格的影響，綠色甲醇的成本優(yōu)勢(shì)顯著。
綠色甲醇的四種生產(chǎn)路線中，電制甲醇和生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇未來空間廣闊，成本下降趨勢(shì)明顯，其中電制甲醇有望成為主流路線。
一、電制甲醇目前成本較高，但遠(yuǎn)期降本空間較大，在我國(guó)的監(jiān)管環(huán)境，其碳源主要為火電廠捕集的二氧化碳，供應(yīng)量充足，未來可能成為主流技術(shù)路線。
如果當(dāng)前我國(guó)甲醇消費(fèi)量全部由電制甲醇供應(yīng)，可消耗二氧化碳1.4億噸（減排效應(yīng)）。每制備1噸綠色甲醇需要消耗1.38噸二氧化碳，隨著電制甲醇產(chǎn)能逐步取代傳統(tǒng)產(chǎn)能，將帶動(dòng)超過1.4億噸的二氧化碳需求。從二氧化碳資源高效利用的角度來看，目前我國(guó)CCUS示范項(xiàng)目的二氧化碳利用方式主要以地質(zhì)利用為主，少部分進(jìn)行埋藏封存。隨著碳捕獲規(guī)模的擴(kuò)大，二氧化碳需求少于碳捕集規(guī)模的問題會(huì)日益顯著，而二氧化碳的運(yùn)輸和封存均需要投入成本，如果擴(kuò)大二氧化碳轉(zhuǎn)化為高價(jià)值化學(xué)品的規(guī)模，則可以在節(jié)約CCUS成本的同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造利潤(rùn)。
若我國(guó)甲醇消費(fèi)全部甲醇電制供應(yīng)，對(duì)應(yīng)綠氫需求量為2100萬噸左右，相當(dāng)于目前我國(guó)綠氫產(chǎn)量的41倍，對(duì)應(yīng)于綠電的需求為1萬億千瓦時(shí)，相當(dāng)于2023年全國(guó)新能源發(fā)電量的68%，這將推動(dòng)我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)和新能源發(fā)電的發(fā)展。截至2024年11月，我國(guó)已規(guī)劃建設(shè)超過400個(gè)綠氫項(xiàng)目，綠氫產(chǎn)能總規(guī)劃超過800萬噸/年。
二、生物質(zhì)氣化路線成本主要取決于生物質(zhì)顆粒的價(jià)格，由于生物質(zhì)資源具有地域分布分散和供應(yīng)受季節(jié)變化影響，目前來看該技術(shù)路線的成本下降空間和產(chǎn)能增長(zhǎng)空間較為有限。
三、生物質(zhì)耦合綠氫制甲醇能夠?qū)崿F(xiàn)資源的高效利用，未來成本下降趨勢(shì)明顯。但制備過程同時(shí)包含生物質(zhì)氣化和電解水制氫的環(huán)節(jié)，占地面積和投資金額較高。2024年我國(guó)甲醇（優(yōu)等品）的價(jià)格為2191-2555元/噸，平均價(jià)格為2336元，遠(yuǎn)期來看綠色甲醇有一定盈利空間。
四、生物質(zhì)制甲烷再制甲醇的技術(shù)路線的劣勢(shì)在于占地面積大、生物質(zhì)發(fā)酵制甲烷的耗時(shí)長(zhǎng)，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。
綠色甲醇儲(chǔ)運(yùn)
甲醇儲(chǔ)運(yùn)條件較為溫和。甲醇在常溫常壓下為液體，具有易燃和易揮發(fā)的特性,具有毒性。根據(jù)我國(guó)《危險(xiǎn)貨物品名表》（GB12268-2012）,甲醇屬于第3類易燃液體,危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ。甲醇的儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)選用復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)的密封式容器，材質(zhì)應(yīng)耐高溫、耐壓。因?yàn)榧状汲爻合聻橐后w，因此儲(chǔ)運(yùn)時(shí)不需要保持低溫或加壓，儲(chǔ)運(yùn)條件較為溫和。
甲醇儲(chǔ)存技術(shù)難度低，規(guī)模大。工業(yè)多使用金屬儲(chǔ)罐存儲(chǔ)甲醇，單缸容積可達(dá)1-2萬立方米，最大儲(chǔ)量可達(dá)1.4萬噸。同時(shí)甲醇本身對(duì)碳鋼幾乎沒有腐蝕性，僅需要對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)壁做基本防腐處理以避免甲醇中存在的水份和雜質(zhì)對(duì)儲(chǔ)罐的腐蝕。
現(xiàn)階段我國(guó)甲醇運(yùn)輸以公路汽車運(yùn)送為主，運(yùn)輸費(fèi)用約為0.24元/噸/公里左右。我國(guó)甲醇的運(yùn)輸方式包括公路、鐵路、水路和管道運(yùn)輸。汽車運(yùn)輸具有方便靈活的特點(diǎn)，是我國(guó)甲醇主要的運(yùn)輸方式。參考從內(nèi)蒙古鄂爾多斯運(yùn)輸甲醇至山東東營(yíng)的路線計(jì)算甲醇的運(yùn)輸費(fèi)用。根據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù)，2024年8月甲醇的公路罐車運(yùn)輸費(fèi)用為240元/噸，折合約0.24元/噸/公里。水路運(yùn)輸則多用于將甲醇從天津港、唐山港等運(yùn)至蘇南和浙江的港口。鐵路運(yùn)力有限，企業(yè)難以控制運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸量，并不是我國(guó)甲醇運(yùn)輸?shù)闹髁鞣绞?。管道運(yùn)輸目前還處于規(guī)劃和設(shè)計(jì)方案，未來或可成為長(zhǎng)距離輸送甲醇的有效解決方案。
綠色甲醇陸上生產(chǎn)地和消費(fèi)地距離500-3000公里之間，公路汽車運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用為120-720元/噸。綠色甲醇的制備依賴生物質(zhì)資源或風(fēng)能和太陽能，豐富的生物質(zhì)資源和風(fēng)光資源為綠色甲醇的生產(chǎn)提供便利條件，就地發(fā)展一體化戰(zhàn)略是未來綠色甲醇行業(yè)的主要發(fā)展方式，因此未來綠色甲醇產(chǎn)能將主要分布于我國(guó)西北、華北和東北地區(qū)。
但甲醇的不同下游產(chǎn)業(yè)多分布于東部地區(qū)，在航運(yùn)燃料的應(yīng)用場(chǎng)景中，綠色甲醇的主要消費(fèi)地點(diǎn)在東部沿海港口，用于甲醇燃料船舶的加注和出口。
我國(guó)目前甲醇最大的需求領(lǐng)域甲醇制烯烴產(chǎn)能也多分布于東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。綠色甲醇從北方的風(fēng)光基地運(yùn)輸至山東地區(qū)的運(yùn)輸距離約為500-1000公里，運(yùn)輸成本約120-240元/噸，運(yùn)輸至江蘇地區(qū)距離約為1500-1800公里，運(yùn)輸成本約為360-432元/噸，運(yùn)輸至浙江地區(qū)距離約1900-2300公里，運(yùn)輸成本約456-552元/噸。
管道運(yùn)輸或可成為未來長(zhǎng)距離輸送甲醇的有效解決方案。目前我國(guó)甲醇在長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)存在費(fèi)用偏高、運(yùn)力不足和受天氣路況等因素影響較大的問題，而管道運(yùn)輸可以保證甲醇長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定的輸送，成本有望低于公路運(yùn)輸。
甲醇管輸可利用原油等管道，成本約為0.16元/噸/公里。甲醇屬于易輸送介質(zhì)，在輸送過程中對(duì)管材設(shè)施的腐蝕性較小，不需要內(nèi)防腐，并且輸送過程中不需要保溫設(shè)施，可利用原油等管道改輸甲醇。參考我國(guó)成品油的輸送費(fèi)用，根據(jù)不同的地理環(huán)境，一般為0.14-0.17元/噸/公里，取平均值0.16元/噸/公里，在500-3000公里范圍內(nèi)運(yùn)輸費(fèi)用為80-480元/噸。
目前國(guó)際上已有成功通過管道運(yùn)輸甲醇的案例。加拿大的一條甲醇運(yùn)輸管道由原油輸送管道改造而來，管道全長(zhǎng)1146公里，甲醇輸送能力4000噸/天。位于加拿大的另一臺(tái)管道由液化石油氣輸送管道改造，全長(zhǎng)3000公里，甲醇輸送能力4000噸/天。
我國(guó)也在積極探索甲醇管道運(yùn)輸?shù)目尚行浴?/span>
例如2021年5月中煤鄂爾多斯能源化工有限公司甲醇技改項(xiàng)目配套管道工程成功投產(chǎn)，成為我國(guó)首條甲醇制烯烴的長(zhǎng)輸管道，該管道全長(zhǎng)52公里，設(shè)計(jì)壓力為2.5Mpa。但目前甲醇管道運(yùn)輸技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)還比較匱乏，尚未形成運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，距大規(guī)模和長(zhǎng)距離運(yùn)用還有較長(zhǎng)時(shí)間。
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