我国是全球甲醇消费大国,双碳背景下绿色甲醇发展被重视
甲醇是一种无色透明的液体,广泛应用于甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等的制取,与木材、涂料、纺织、燃料、医药、农业等行业息息相关。同时甲醇具有质量轻、挥发性强、无色和易燃等特点,作为一种清洁能源应用于燃料电池、汽油添加剂和船舶燃料,还可以通过裂解释放出氢气,从而成为氢气储运的载体。
根据观研报告网发布的《中国绿色甲醇行业现状深度研究与未来前景分析报告(2025-2032年)》显示,在我国甲醇的下游应用中,排名前三的分别是作为化工原料制烯烃、甲醇燃料和作为化工原料制甲醛,其中烯烃是重要的化工原料,可用于生产橡胶、塑料和纤维等;燃料方面,甲醇可以直接使用或与其他燃料混合使用,近年来,甲醇作为燃料的需求呈显著上升趋势;甲醛用于制造胶黏剂和涂料,广泛应用在木材加工、家具制造和建筑行业。
我国是世界最大的甲醇消费国,引领世界甲醇市场发展。2024年我国甲醇表观消费量首次突破1亿吨大关,达到10514.9万吨。
资料来源:观研天下数据中心整理
传统甲醇的生产路线为煤制甲醇和天然气制甲醇,我国以煤制甲醇为主。国际上,生产甲醇的原材料主要为天然气,中东、美洲等地区天然气资源丰富,价格低廉,天然气转化技术成熟可靠。受能源结构影响,我国主要采用煤制甲醇的工艺,比例超过80%,其它路线主要有天然气制甲醇、焦炉气制甲醇和绿色甲醇(生物甲醇、可再生甲醇和绿电甲醇等)。
甲醇主要分类情况
分类 |
优点 |
缺点 |
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传统化工制甲醇 |
天然气制甲醇 |
流程短、设备少、操作简单、利于环保等 |
原料能耗高、成本高、经济效益低等 |
煤制甲醇 |
原料易得、成本较为低廉、技术相对成熟等 |
三废相对较多、工艺流程复杂、能耗高等 |
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焦炉气制甲醇 |
变废为宝、利于环保 |
设备进口依存度较高等 |
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绿色甲醇 |
生物甲醇、可再生甲醇和绿点甲醇 |
制备过程负碳排放、净排放为零,具备可持续性,可以在常温常压条件下运输储存,升级成本低 |
生产工艺不成熟,成本较高 |
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目前国际上还没有形成统一的对绿色甲醇的定义,国际可再生能源署指出,绿色甲醇需要原料来源全部符合可再生能源标准。欧盟最新版本的《可再生能源指令》中提到,绿色甲醇可以分为生物燃料、非生物来源的可再生燃料和再循环碳燃料三类。即基于生物质、绿氢和二氧化碳制备甲醇。《可再生能源指令(REDⅡ)》补充条例表示,短期内不再强制要求生物质制甲醇与绿电制甲醇作为绿色甲醇的唯一选择,而是把可计入欧盟碳排放交易体系,且在工业及火电场景中捕获来的不可再生CO2制备的甲醇也认定为绿色甲醇。中国目前正在积极探索绿色甲醇的认证标准。
绿色甲醇的产业链主要包括制备、储运和应用三个环节。绿色甲醇的制备分为四种不同的技术路线,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。
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绿色甲醇的主要下游场景有:
一、航运燃料
甲醇作为一种清洁替代能源,将燃料领域发挥重要作用。目前我国20%的甲醇消费用作燃料,未来有希望大幅提升。目前全球80%的能源消费仍然通过煤炭、石油和天然气燃烧获取,甲醇是全球公认的清洁能源。
目前航运燃料依赖柴油和汽油,相关温室气体排放量占比全球3%。国际海事组织将航运业零碳排放的时间节点从21世纪末提前至2050年,并于2030年将总排放量减少至2008年的70%-80%,于2040年减少至30%。
可再生能源载体是航运业脱碳的必由之路。可再生能源载体包括甲醇、液氨、液化天然气、液氢和压缩氢气、电池等。除了甲醇之外,其他载体均有明显短板:液化天然气(LNG)仍然存在碳排放量偏高的问题,而且为了使天然气处于液态需要制冷设备,燃料所占体积较大。液氨在大功率、低速船用发动机应用技术上成熟度较低,液化氢气和压缩氢气面临储运风险较高和储存过程能耗大,因此在短时间内都不能实现大规模应用。电池当前已经大量用于客车和轻型车辆,但是其能量密度较低,要将其用于远距离海上运输还具有挑战性。
国际海事组织认为甲醇有望成为全球第四大航运燃料,2050年航运业对绿色甲醇的需求量有望达到1.9亿吨。为了在2040年达到国际海事组织设定的减排70%的目标,至少约全球三分之一吨位的船舶需要使用可替代燃料,每年近半数的新造船舶应使用替代燃料。根据国际海事组织预测,至2050年,传统化石燃料市场份额将减少到15%,而绿色甲醇的使用率将逐步上升至42%,每吨柴油对应约2.1吨的绿色甲醇,到2050年航运业对绿色甲醇的需求量有望达到1.9亿吨。
二、化工原料
短期内,绿色甲醇的需求量增长主要源于其在燃料领域的应用,尤其是国际航运业。但从长期角度来看,由于甲醇是重要的化工原料之一,绿色甲醇在化工领域的需求仍占主导地位。全球甲醇应用分布来看,甲醛制取占比达到27%,烯烃制备占到20%。每年合计消费量超过1亿吨。
(1)制备烯烃:甲醇通过MTO技术制备烯烃是我国甲醇下游最大规模的应用场景,通过催化转化生产乙烯、丙烯等低碳烯烃。这些低碳烯烃是基本有机化工原料,广泛应用于塑料、含氧化合物、精细化学品等产品的生产。
(2)制备甲醛:甲醛是甲醇的重要衍生物,广泛应用于胶黏剂、涂料、树脂等领域。基于甲醛制备的化学品具有不同的特性使之可应用于不同的应用场景。例如甲醛与尿素反应生成的脲醛树脂胶粘剂具有粘结力强、耐水性好等优点,因此在木材加工和家具制造等行业占有重要地位。而基于甲醛和醇酸树脂制备的醇酸甲醛树脂涂料表现出优异的附着力和稳定性,被用于建筑外墙和金属表面的涂饰。另外,由甲醛和苯酚反应制备的酚醛树脂具有良好的耐热性、绝缘性及高的机械强度,常被用在电子、电器等领域。
(3)其他:甲醇还能够用于制备醋酸、甲胺和甲酸甲酯等。醋酸是常见的甲醇下游产品,在化工、食品和医药领域得以广泛应用。利用甲醇和一氧化碳经催化制备醋酸反应条件温和且产品纯度高。甲胺用于制备染料、药物等化学品,是医药和染料行业的关键性原料,甲酸甲酯能够用于制备香料和涂料。
化工行业对甲醇的需求量巨大,目前煤制甲醇的碳排放极高。随着政策推动和技术降本,预计绿色甲醇将会逐步取代现有甲醇产能。现有的煤制甲醇产能以较低的改造成本升级为绿色甲醇产能。
三、汽车燃料
甲醇燃料是汽车领域减碳及缓解油气供应紧张的重要举措。交通行业是全球高能源消耗和高碳排放的领域。我国汽车行业占汽油总消耗量的92%,占柴油消耗量的75%。我国每年由汽车造成的碳排放超9亿吨,占整个交通运输业的85%。
当前同型的甲醇汽车、燃油车、氢能源汽车和电动汽车的综合百公里碳排指数分别为4、21.2、37.7和12.1kg。配套设施上,甲醇加注站的改造成本较小,降低了推广甲醇汽车的阻力。与电动车相比,甲醇汽车的回收处理成本较低,其结构与燃油汽车类似,报废处理体系已经成熟,不存在二次污染的问题。
近年来,在政策和市场资源的支持下,甲醇汽车产业先后在多个地区如山西、上海、陕西、贵州、甘肃开展试点工作,试点车辆包括重型卡车、乘用车和厢式货车。目前吉利、东风等国内整车制造企业通过自主研发已掌握了甲醇燃料供应系统、低温启动系统、耐醇/耐腐蚀性部件构造、低摩擦等关键技术和工艺,具备甲醇汽车自主开发能力。
尽管甲醇汽车在试点城市的推广初见成效,但还面临一些问题:甲醇加注站的规模较小,分布不够广泛;在发动机耐腐蚀性,燃料效率和排放控制等方面的技术需要进一步优化;绿色甲醇目前的产能有限且成本较高,增加了用车成本,影响了甲醇汽车的市场竞争力;各地政策差异较大,缺乏统一协调,短时间内难以大规模推广普及。但从长远角度看,甲醇汽车的需求将日益增长,产业链将协同发展,发展空间巨大。
四、储能储氢载体
我国风电和光伏产业近年来取得了长足发展,但是由于其具有随机性、间歇性和波动性等特点,电力供给端和需求端存在空间及时间的失配,导致我国每年弃电达到 500 亿 kWh。为了合理运用绿电,实现削峰填谷,风电和光伏产业的发展必须配备长时储能的方案,绿色甲醇为实现可再生能源的长时储能提供了有效途径。我国电解水制氢技术已经相对成熟,将绿氢与二氧化碳反应制备得到甲醇可以很好地解决这一问题。甲醇在常温下是液体,其安全性与汽油相当,便于通关管道、海运等途径进行长距离运输。同时甲醇可作为燃料直接燃烧发电或者通过甲醇燃料电池将化学能转变为电能,实现长时储能。
甲醇还是氢能的载体。氢能是我国大力发展的可再生能源的重要组成部分,绿色甲醇可作为氢能载体解决氢能储存和运输的安全性及成本性问题。甲醇中储氢密度达 13%wt,是液氢的两倍。在水存在的条件下,利用甲醇重整制氢技术已经十分成熟,可实现氢气的迅速转化和释放。
绿色甲醇参与者众多行业处于蓝海,政策推动绿醇商业化
我国绿色甲醇行业发展尚处于发展早期阶段,当前市场参与主体主要包括四类企业:
(1)新能源企业(如金风科技)依托风电/光伏技术布局“绿电-绿氢-绿醇”一体化项目;
(2)绿电央企(如国家电投)整合发电与甲醇生产;
(3)建筑类企业(如中国能建)主导百万吨级生物质气化项目;
(4)传统能源企业(如中石油)通过技术改造转型。各方通过技术创新、资源整合与政策响应协同推动行业发展。
中国政府围绕能源结构绿色转型与“双碳”目标,发布系列政策,有力推动绿色甲醇行业发展。《产业结构调整指导目录(2024年本)》把“电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇”列为新能源鼓励类产业,为企业和科研机构指明方向,吸引资金与人才投入,加速绿色甲醇制备技术迭代,为规模化生产筑牢根基。产业升级上,政策要求煤制甲醇等高耗能领域限期完成技术改造,淘汰落后产能,促使绿色低碳工艺的研发,推动产业向绿色、高效迈进。市场拓展方面,政策支持绿色甲醇在船舶、航空试点,推广甲醇汽车,通过补贴、税收优惠等,激发市场需求,拓宽绿色甲醇应用场景,为能源转型和碳中和目标的实现提供了关键助力。
中国绿色甲醇相关政策
颁布时间 | 发布机构 | 政策名称 | 相关内容 |
2019-03 | 工信部、发改委等八部委 | 《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》 | 为加快推动甲醇汽车应用,实现车用燃料多元化,保障能源安全,提出在具备应用条件的地区发展甲醇汽车,重点在甲醇汽车制造体系建设、甲醇燃料生产及加注体系建设、甲醇汽车标准体系建设、甲醇汽车应用等四方面提出指导意见 |
2021-10 | 交通运输部 | 《“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汽车推广;推进二氧化碳耦合制甲醇等降碳技术的推广应用 |
2022-03 | 国家发改委 | 《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》 | 开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用。探索氢能在工业生产中作为高品质热源的应用。扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模,积极引导合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等行业由高碳工艺向低碳工艺转变,促进高耗能行业绿色低碳发展 |
2023-06 | 国家发改委 | 《工业重点领域能效标杆水平和基准水平(2023年版)》 | 结合工业重点领域产品能耗、规模体量、技术现状和改造潜力等,进一步拓展能效约束领域。明确了包括煤制甲醇在内的25个领域,原则上应在2025年底前完成技术改造或淘汰退出。 |
2023-12 | 国家发改委 | 《产业结构调整指导目录(2024年本)》 | 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” |
2024-10 | 国家发改委 | 《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见(发改能源〔2024〕1537号)》 | 全面提升可再生能源供给能力,因地制宜发展生物天然气和生物柴油、生物航煤等绿色燃料。同时提出加快交通运输和可再生能源融合互动,其中包括有序推广车用绿色清洁液体燃料试点应用,并支持有条件的地区在船舶、航空等领域开展生物柴油、生物航煤、生物天然气及绿色氢氨醇的试点运行 |
2024-12 | 工信部、发改委、能源局 | 《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》 | 大力发展氢碳耦合制绿色甲醇,支持生物质、工业捕集CO₂与绿氢合成甲醇技术;推进绿色甲醇示范项目,但严禁以“绿色甲醇”名义违规建设煤制甲醇项目;目标到2027年,绿色甲醇在工业领域实现规模化应用。 |
2025-06 | 国家能源局 | 《关于组织开展绿色液体燃料技术攻关和产业化试点的通知》 | 第一批绿色液体燃料技术攻关和产业化试点工作应于2027年12月底前完成。试点项目企业要发挥主体作用,加快试点项目建设,于2026年12月底前建成投产、2027年6月底前实现高负荷稳定生产。要以创新为第一动力,努力突破相关技术瓶颈,提升装备水平,降低生产成本,保障试点工作取得实效。 |
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目前绿色甲醇行业在全球均处于起步阶段,市场生产水平较低,中国相关项目处于规划/备案/建设阶段,因此目前市场体量小。但绿色甲醇具备较高的发展潜力,其在商用车、船舶等凭借电气化难以脱碳的领域能够发挥重要作用,将成为此领域的重要能源,此外,甲醇还可以制成电制合成汽油、电制合成航煤等,能够推动脱碳进程。随着政策的持续推进,预计在2027年前后行业将迎来爆发式增长,预计到2032年,我国绿色甲醇行业市场规模将达到565亿元。
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