1、绿色甲醇定义
甲醇作为应用最为广泛的基础化学产品,是生产其他化工产品的关键性基础原料。目前关于“绿色甲醇”的定义国际上并没有明确的概念界定,根据国际可再生能源署(IRENA)的定义,绿色甲醇需要原料氢气和二氧化碳来源全部符合可再生能源标准,而生产绿绿色甲醇的技术路线主要有两种,生物质循环利用制甲醇和绿电制绿氢再制甲醇。生物质循环利用制甲醇将生物质原料通过热解气化或厌氧发酵产生的沼气,经过催化剂合成生物甲醇。绿电制绿氢再制甲醇则是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,即来自于生物质能或从空气捕集的二氧化碳。 图1:IRENA建议的甲醇划分标准
2、绿色甲醇产业发展环境
从国际上看,发展绿色甲醇成为减排降碳的重要路线之一,全球主要工业国家持续布局发展绿色甲醇产业。欧盟在2019年12月发布《欧洲绿色新政》,为欧盟国家范围内实现碳中和定下基调,并于2021年7月提出“Fit for 55”一揽子计划,推动包含绿色甲醇在内的低碳绿色燃料发展,2023年欧盟通过其《可再生能源指令》(RED)新增条款,国际绿氢组织在其第二版绿氢标准(GHS 2.0)中设立了绿色甲醇专项标准,两大权威机构均对绿色甲醇的碳排放和原料来源进行了初步界定规范;美国针对交通领域和工业领域绿色燃料应用制定了一系列补贴政策和法案,并对CCUS技术应用提供专项补贴,极大程度促进绿色甲醇产业发展;印度、埃及、新加坡等主要工业国家积极布局绿色甲醇生产-供应项目,发展甲醇动力国际航运船舶,扩展延伸甲醇产业链。我国发布一系列支持绿色甲醇产业发展政策,大力开拓甲醇产业应用场景。交通领域和工业领域是我国温室气体的两大主要排放源头,占全国终端碳排放的85%以上,为了实现“双碳”目标,我国针对能源和工业领域先后出台多项政策,2019年3月发布《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》,鼓励资源综合利用生产甲醇,因地制宜、积极稳妥的推动甲醇汽车应用;2021年10月,发布《绿色交通“十四五”发展规划》,提出积极探索氢燃料、氨燃料、甲醇动力船舶应用;2021年12月,发布《“十四五”工业绿色发展规划》,把“促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广”纳入“绿色产品和节能环保装备供给工程”,把“二氧化碳耦合制甲醇”列入“绿色低碳技术推广应用工程”;2024年1月发布《产业结构调整指导目录(2024年本)》,将电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇列入鼓励类发展项目,并将甲醇燃料、氨燃料、生物质燃料等替代燃料动力船舶列入鼓励发展类项目。3、甲醇产业发展现状
我国甲醇产业稳步发展,高碳是甲醇产业的基本特征。2023年我国甲醇产能达到10618.6万吨/年,实际产量为8317.3万吨,并以一种稳定的增幅保持增长。与近五年相比,新增产能仍属于较高水平,但规模分布和原料结构分布有明显变化。从甲醇产量的原料结构看,煤头产量为6975.3万吨,占总产量的83.9%,其中,采用新型先进煤气化技术的产量达到6742.5万吨,占总产量的81.1%;焦炉煤气制甲醇产量为864.8万吨,占总产量的10.4%;天然气制甲醇产量降至437.7万吨,占总量的5.3%。规模在100万吨/年以上的大型装置的产量为4586.2万吨,占总产量的为55.1%。大量采用化石燃料制甲醇使得甲醇工业成为碳排放最高的化工行业之一,中国甲醇行业的年碳排量在2亿吨以上,同时又由于甲醇作为若干其他化工品重要的基础原料,甲醇行业成为当前减碳压力最大的化工行业之一。 图2:甲醇原料结构
我国绿色低碳甲醇产业发展逐步加快。2023年,中国低碳甲醇产业化正式开启,整体呈现多技术路径并行发展的格局,煤化工耦合绿氢、二氧化碳加氢、生物质耦合绿氢、生物质直接气化制甲醇共4种技术路线,其中前3者均需要额外添加绿氢。截至2023年12月,国内已建成及在建的绿色低碳甲醇项目11项,绿色低碳甲醇总产能约为36.6万吨/年。从建成及在建项目的规模来看,多数项目处于10万吨级以下水平,正处于技术及商业示范阶段。4、绿色甲醇产业面临挑战
绿色甲醇产业顶层设计尚待进一步完善。当前我国绿色甲醇产业处于发展初期,尚未形成系统、全面且专门针对绿色甲醇产业的政策体系,缺乏明确的引导措施和激励机制,面对绿色甲醇项目投资、技术研发投入以及市场需求潜力的不确定性和风险,市场资本缺少开拓绿色甲醇产业动力和支持,影响企业的投资决策和社会资本的有效流入,难以形成良性的产业发展生态。绿色甲醇标准体系亟需建设。国际上对绿色甲醇的定义没有明确的规定,目前欧盟与国际可再生能源署(IRENA)对于绿色甲醇的定义较为严格,而我国绿色甲醇发展较为零散,上下游尚未形成通畅的产业链,对于其定义边界、技术指标、生命周期评估方法等绿色甲醇认证标准体系和相应的评价体系缺乏统一的官方口径,无法指导我国绿色甲醇产业健康规范发展,不利于建立规范统一的绿色甲醇市场参与国际绿色甲醇市场竞争。绿色甲醇关键生产原料技术瓶颈亟待突破。绿色甲醇的生产技术正处于发展初期阶段,但是与传统甲醇二氧化碳加氢合成工艺上并无太大差异,合成工艺十分成熟,其难点在于可再生氢气和二氧化碳,我国可再生氢气技术成本相较于其他氢气成本仍处于高位水平,直接空气碳捕集(DAC)技术由于其高昂的成本和技术复杂性,国内尚无大规模应用;而生物质甲醇生产资源获取受季节性影响大,且来源分散、供应不稳定制约其规模化发展。5、发展建议
加强绿色甲醇产业顶层设计,明确绿色甲醇发展目标。支持相关部门对绿色甲醇产业发展进行统一的战略规划和积极引导,出台支持绿色甲醇发展的专项文件,发挥政策引导作用推动绿色甲醇加速发展。建立绿色甲醇应用推广行动计划,明确负责部门责任,统筹推进绿色甲醇基础设施建设,重点支持可再生能源制氢回醇项目建设。建立健全绿色甲醇认证标准体系,推动绿色甲醇产业长效发展。推进建立既符合我国国情又接轨国际的绿色甲醇认证标准体系,推动国内绿色甲醇产业链健康发展并实现稳定的国际贸易合作,推动建立绿色甲醇在交通、能源、工业、消费等领域的行业标准体系,促进甲醇在其他产业中的清洁生产和使用,引导甲醇行业技术创新与进步,制定系统完善的标准规范和规章制度,推动我国绿色甲醇产业健康长效发展。加大技术研发和创新投入,保障绿色甲醇行业高质量发展。鼓励能源企业加强绿色甲醇的研发投入,支持建立专业研发团队,积极开展技术创新和专业人才培养,探索建立行业技术研究与产业开发创新平台,加大企业与高等院校和研究机构的交流合作,共同开展前沿技术研究和产业应用,促进技术交流和成果转化,开展国际合作项目,引进学习国外先进技术和产业经验,推动绿色甲醇行业高质量发展。[1] 《2024中国绿色甲醇产业研究与前景展望》
[2] 《绿色甲醇纳入国家鼓励类产业目录,万亿氢能产业赛道迎来“新解法”》
[3] 中国化工报