绿色甲醇对传统甲醇产业格局影响探究

期货数据分析专家 2024-07-17

甲醇期货在2011年11月28日在郑州商品交易所上市；2019年，郑商所推出甲醇期权交易，进一步丰富了甲醇衍生品的种类。甲醇期货已成为期货市场功能发挥最好的化工品期货之一，期货价格的国际影响力也在逐步增强。

甲醇，一种无色、易燃、有酒精气味的液体，一种重要的化工中间原料，上游原料是煤炭或天然气，下游产品塑料、PP、甲醛、醋酸等，终端产品塑料制品、装修板材等等，和我们的生活息息相关。

最近两年“绿色甲醇”的相关报道不断，绿色甲醇是什么？绿色甲醇对甲醇价格存在怎么的影响？我们将通过本文进行探究。

什么是绿色甲醇？

目前全球99%的以上的甲醇是由煤或者天然气作为原料生产（称为传统甲醇），我国80%的甲醇以煤炭为原料，每生产1吨甲醇会排放约3吨二氧化碳，2023年我国甲醇产量约8300万吨，碳排量约2.5亿吨。随着全球“碳达峰、碳中和”的推进，减碳行动已经成为各行各业的热点，对于甲醇行业而言，绿色甲醇迎来火热的发展期，得到市场的广泛关注。

关于“绿色甲醇”的定义，虽然全球尚未形成统一的标准，但普遍认同的观点是，若甲醇的生产原料来源于可再生资源，且其生产和使用过程中的碳足迹较低，即可被视为绿色甲醇。这种定义强调了甲醇生产过程中对环境影响的考量，旨在促进低碳、环保的能源转型。

在生产工艺方面，绿色甲醇与传统甲醇的主要区别在于原料来源。尽管两者在加氢合成环节的技术路线相似，但绿色甲醇的生产更侧重于使用可再生原料，如生物质、太阳能或风能等，以实现低碳排放。这种差异使得绿色甲醇在环境保护和可持续发展方面具有显著优势。

国际可再生能源署（IRENA）提出了一种分类方法，根据甲醇的生产原料来源将其分为绿醇、蓝醇、灰醇和棕醇。其中，绿醇是指氢气和二氧化碳均来自可再生资源的甲醇。可再生氢气的生产方式包括利用清洁电力电解水和生物质转化等，而可再生的二氧化碳则主要来源于生物质分解或直接空气捕获。

绿色甲醇的生产技术路线主要包括以下两种：

生物质气化制甲醇：这种方法使用生物质（如农业废弃物、林业残留物等）作为原料，通过气化过程转化为合成气，再将合成气转化为甲醇。该生产工艺需要额外补充氢气（绿色生物甲醇），如果不补充氢气，需要将多余的CO2排出。
电解水制氢加二氧化碳制甲醇：这种方法首先使用可再生能源（如太阳能、风能）电解水制取氢气，然后将氢气与二氧化碳在催化剂的作用下合成甲醇。碳的来源只能来自从空气中捕集的二氧化碳、由生物燃料和可再生、再循环碳燃料燃烧产生的二氧化碳。若选择直接来源自化工厂或钢铁厂排放的二氧化碳，不符合欧盟的绿色标准。

目前，生物质制甲醇和绿电制甲醇作为两种主要的绿色甲醇生产工艺，各自展现出不同的优劣势。

生物质制甲醇以其相对较小的投资规模和在国外的一些工业化应用案例，显示出一定的市场潜力。然而，该工艺也面临着原料运输距离短和传统设备难以升级等挑战，这些因素限制了其大规模推广的可能性。

绿电制甲醇通过结合可再生能源和碳捕集技术，力求实现低碳生产的目标。这种方式在理论上能够最大限度地减少碳排放，但目前面临的主要问题是绿电成本和碳捕捉成本都相对较高，导致整体经济性较差。

尽管如此，随着科技的不断进步和成本的逐步降低，绿电制甲醇有望在未来成为主流的绿色甲醇生产方式。这不仅得益于技术的进步，也离不开全球范围内对低碳、环保能源的日益增长的需求和政策支持。

绿色甲醇的生产成本

绿色甲醇的成本主要取决于原料成本。绿电制甲醇成本由绿电价格决定。以年产10万吨绿色甲醇项目为例，绿电制甲醇的成本计算如下：假设绿电价格为0.3元/(kW·h)，二氧化碳价格为320元/吨，那么生产成本大约为3950元/吨。而生物质制甲醇的成本计算如下：假设生物质价格为600元/吨，那么生产成本大约为3400元/吨。传统煤制甲醇的成本计算如下：假设煤炭价格为800元/吨，那么生产成本约为2750元/吨。

由此可见，目前绿色甲醇的生产成本远高于传统甲醇的生产成本。需要注意的是，随着绿电装机规模不断增加，绿电价格将不断降低，当绿电成本处于0.1元/(kW·h)时（二氧化碳价格200元/吨），绿色甲醇生产成本可达1618元/吨，绿色甲醇的生产将体现出极大的成本优势。

信息来源：舒斌范茂琳熊健，重庆远达烟气治理公司重庆市碳捕集与利用技术创新中心，电力科技与环保

碳排放政策引发航运业替换燃料

通过上文的分析，可以知道目前绿色甲醇的成本较高，和传统甲醇相比，在经济性上毫无优势，谁会接受高价的绿色甲醇呢？

绿色甲醇的主要应用领域集中在航运业。自2024年起，欧盟将航运业纳入碳排放交易体系，要求航运企业为其船舶排放的二氧化碳等温室气体购买碳配额。这一政策促使航运企业寻求更清洁的燃料替代品，以降低运营成本并满足环保法规。

欧洲公司在全球航运市场中占据主导地位，拥有最大的运力份额。根据Alphaliner的数据，截至2023年12月10日，全球在运营的集装箱船数量达到6764艘，其中前三大航运公司均为欧洲企业，它们的总运力占全球市场的近半。这意味着欧洲公司在推动替代燃料的应用上具有显著的影响力，同时在选择哪种替代燃料成为主流时也具有决定性的话语权。

航运巨头为何选择绿色甲醇？

国际可再生能源署报的报告《到 2050 年实现航运业脱碳的途径》认为，最适合国际航运的可再生燃料是甲醇和氨。

欧洲航运巨头选择绿醇的重要原因在于欧洲在绿色甲醇项目布局上具有先发优势。欧盟经过多年布局，已经将绿色甲醇标准推向全球。在欧盟的标准下，利用生物质生产绿色甲醇的相关标准较低，而非生物来源的绿色甲醇的标准则很高，直接利用化石能源制得的低碳甲醇则难以通过欧盟认证。从现有产能来看，欧洲目前全球绿色甲醇产能最大，德国绿色甲醇产能最高可达20万吨/年以上，挪威产能达18万吨/年。

绿氨生产的主要牵制是绿电的成本。欧洲太阳能资源相较于中东、美国和中国要明显匮乏，因此无论成本还是存量装置，欧洲在绿氨领域都不具备明显竞争力。根据克拉克森研究数据，2023年约有539艘涉及替代燃料船舶的新船订单，按吨位计占所有新船订单的45%。其中，甲醇双燃料船订单为125艘，比2022年增加了82艘，氨燃料船订单则仅为4艘。从现阶段来看，绿色甲醇明显更受航运企业青睐。

另外，清洁能源金融服务商Longspur Research发布的报告《甲醇和航运》，从减排能力、能源密度、成本、易用程度四方面对比不同船用燃料，因甲醇技术成熟、基础设施改造难度小费用低、使用安全、加注便利、成本低，被综合判定为目前海事业船用绿色燃料的最佳选择。

此外，经济效益方面，根据相关研究测算，如果航运业满足2030-2034的减排要求，燃料成本按500欧元/吨的超低硫燃料油和6000人民币/吨的甲醇（接近3倍煤制甲醇生产成本），按满足减排的最低绿色甲醇加注量计算，总燃料成本增幅极其有限，仅4%，因此航运巨头愿意接受高价的绿色甲醇。

表：全球部分绿色甲醇项目(吨/年)

来源：中国化信、东方证券

绿色甲醇的需求空间

针对绿色甲醇的需求空间，不同机构测估测，存在较大差异。

东方证券依据马士基中国脱碳业务总监的言论，预测到2030年和2040年全球航运业对绿色甲醇的需求将分别达到约3400万吨和1.37亿吨。马士基中国脱碳业务总监表示，到2025年，随着18艘大型甲醇船舶的交付，马士基每年将需要75万吨绿色甲醇，而到2030年这一数字将增至500万吨，2040年则可能达到2000万吨。根据Alphaliner的数据，截至2023年12月10日，马士基在航运市场的运力占比为14.62%。若假设2030年和2040年航运业对绿色甲醇的采用程度与马士基保持一致，且马士基的运力占比保持稳定，同时其他公司的燃料需求占比与其运力占比相同，则可推测出2030年和2040年全球航运业对绿色甲醇的需求量分别约为3400万吨和1.37亿吨。

另一方面，有研究人员估算，全球航运燃料的年消费量约为2亿吨。若以每年3%的增速计算，到2039年这一数字将增至约3.2亿吨。假设到2039年，50%的替代燃料为甲醇，且甲醇的使用量恰好满足14.5%的减排目标（其余为超低硫燃料油，甲醇使用占比16.88%），即50%*3.2亿吨的16.88%，全球将需要2700万吨绿色甲醇。根据标普的预测，到2050年，绿色甲醇的需求量将达到3450万吨（氨的需求量为4450万吨）。

此外，DNV的调研报告指出，在其研究的24种情景中，只有一种情景中绿色甲醇的占比相对较高，达到40%（生物甲醇），其他情景中绿色甲醇的占比不超过5%。这意味着，2039年2700万吨的绿色甲醇需求量实际上是一个相对激进的预测。

绿色甲醇的供应产能

目前，中国已经建成并投产了3个绿色甲醇项目，总产能达到20.5万吨，主要包括河南安阳顺城、鲁西中试装置及斯尔邦三套装置，这些均是二氧化碳加氢制甲醇。同时，还有17个绿色甲醇项目正在建设中，这些项目的总规划产能约为900万吨。在这些项目中，有15个采用的是绿电制甲醇工艺，而另外5个则采用生物质制甲醇工艺。大规模的绿电制甲醇项目主要位于风能和光能资源丰富的西北地区，例如内蒙古和新疆。而生物质制甲醇项目则位于生物质资源丰富的东北地区，如黑龙江和吉林。其他项目考虑了靠近绿色甲醇终端应用场景的港口，例如江苏省的连云港市、广东的遂溪县、江苏省的南京市和辽宁省的大连市等地。