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甲醇简介及产业概况
（一）甲醇简介
甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一，全球近三分之二的甲醇会用于生产例如甲醛、乙酸和塑料等其他化学品。甲醇传统的应用领域包括甲醛、MTO/MTP、MTBE、醋酸、二甲醚等。其中，消费领域位列前三的依次是甲醛、MTO/MTP、MTBE；就全球范围的甲醇下游使用需求来看，目前，甲醛是甲醇的主要终端用途，占比近30%，多作为生产酚醛树脂与黏合剂及其他有机化学晶体的原料，可应用于建筑、汽车等多个领域。MTO（甲醇制烯烃）是全球仅次于甲醛的甲醇下游用途，在中国，MTO是甲醇下游的第一大需求场景，需求占中国甲醇消费量的60%上下。根据国际可再生能源署（IRENA）预测，全球甲醇产量将从2020年的1亿吨增加到2050年5亿（见图1），其中绿色甲醇和生物甲醇将达到2.5亿和1.35亿吨。
（二）产业概况
中国是全球最大的甲醇消费与生产国，中国的产能约占全球的58%；当前全球甲醇贸易流通量已超过3000万吨，中东是主要甲醇贸易输出地，而中国、东南亚、西欧则为主要的输入地区。根据金信期货的数据，截至2023年底，我国甲醇总产能1.05亿吨，占比世界将近60%；中国已成为全球第一大甲醇生产国。同时由于中国拥有极为庞大的工业体系，对于甲醇这一基础化工品的消耗需求巨大，国内的产能无法满足自身的消耗需求，仍需通过进口来填补甲醇的供应缺口，根据wind的数据，2023年中国甲醇进口量约为1455万吨。
（三）政策及项目
为实现“双碳”目标，中国发布了一系列绿色甲醇制备、应用的鼓励性政策（见表1）。在低碳政策的支持下，绿醇在汽车燃料、燃料电池、船舶燃料、有机添加剂等场景拥有巨大的潜在应用市场。
国际方面，国际海事组织（IMO）海洋环境保护委员会第八十次会议（MEPC80）于2023年7月通过了《2023年IMO船舶温室气体（GHG）减排战略》，提出在2050年前后达到净零排放新目标。叠加2030年的中短期目标（达到20%的减排幅度和5%的零温室气体排放技术/燃料使用），船东很难通过改善单艘船的运营来实现，而必须选择低碳技术或燃料，绿色甲醇由此得到众多关注。美国2023年颁布的《交通部门脱碳蓝图》计划可持续性燃料（如绿色甲醇）推广至航运等难实现电气化转型的行业。
欧盟于2019年12月推出了《欧洲绿色新政》，核心目标是到2050年实现碳中和，并于2021年7月提出“Fitfor55”一揽子计划，以实现到2030年温室气体减排55%。该计划所覆盖的系列立法举措为碳中和目标的达成开辟了新路，其中的碳排放交易体系（ETS）、替代燃料基础设施（AFIR）、能源税（ETD）对绿色甲醇有明显的助推作用。此外，在“可再生能源指令”（REDⅡ）修订版推出后，可再生能源无论是消费总量还是在交通运输领域都有更高的目标，这将为绿色甲醇的推广提供新的机会。
根据势银能链的统计，2024年以来，我国绿色甲醇项目累计有41个有所进展，表2是2024年部分大型绿色甲醇项目具体数据。但需注意的是，许多项目的二氧化碳来源仍然属于不可再生，以当前欧盟对煤制甲醇全生命周期碳排放定量来看，不会被认定为绿色甲醇。此外，部分项目试点已开展通过空气中二氧化碳捕获和太阳能电解水制绿氢进行甲醇合成的示范项目，制取绿色甲醇。
全球范围内，也有许多成规模的绿醇项目。目前国际能源巨头积极布局绿醇产业，New Hope Energy、Enerkem等绿色技术开发企业为多项绿色甲醇项目提供技术支持。同时，在全球交通运输业低碳转型的大背景下，汽车、船运行业的龙头公司不断推动绿色甲醇技术研发和项目落地。
绿色甲醇的定义及技术路线
（一）绿色甲醇的定义
目前国际上并无明确的“绿色甲醇”的概念界定。甲醇的绿色与否主要取决于甲醇的合成原料——氢气/合成气及二氧化碳的来源。根据国际可再生能源署（IRENA）的建议，可按甲醇的生产原料来源将其分为绿醇、蓝醇、灰醇和棕醇，当原料氢气和二氧化碳的来源均为可再生时，合成的甲醇可以认定为绿醇。其中可再生氢气指可再生能源制取氢气，包括清洁电力电解水制氢、绿色生物质制氢等；可再生的二氧化碳指生物质来源二氧化碳或直接空气捕获二氧化碳。国际可持续发展与碳认证（International Sustainability Carbon Certification，ISCC）体系对于绿色甲醇的定义稍松一些，即若原料为生物来源，全过程（从原料端到产品使用端）需减碳65%；若原料为非生物来源，全过程需减碳70%。
（二）技术路线
按照IRENA的定义，绿色甲醇的技术路线主要分为两种：二氧化碳加绿氢路线和生物质路线（见图2）。值得注意的是，绿色甲醇与传统灰色甲醇在二氧化碳加氢合成工艺上并无太大差别，都采用热催化法为主，近年来，电化学等新型合成工艺涌现，但尚不成熟。主要差异在于绿氢以及碳源。
二氧化碳加绿氢制甲醇路线主要依托于绿氢的产出，绿色甲醇工厂一般建在风光绿电电站附近。对于二氧化碳加绿氢制甲醇，IRENA定义碳源只有生物质与直接碳捕（DAC）才属于绿色甲醇，但直接碳捕的成本过高，目前成本大约到125～335美元/吨（国际能源署，2022），大约是煤化工、天然气等集中碳源的十倍左右，而且DAC的捕获量也无法支撑大规模绿色甲醇的生产。目前我国生物质制甲醇生产原料分布比较分散，收集、储存和运输成本均相对较高，这也是制约生物质制甲醇产业化发展的难题。目前中国也有许多项目通过碳耦合绿氢制甲醇，虽然不符合IRENA的认定标准，但对于中国甲醇行业减排有着更重要的实际意义。
绿色甲醇的应用场景和前景
从未来发展趋势来看，碳中和的大背景下，中国受制于“少油少气多煤”的能源禀赋，传统甲醇制烯烃以煤制甲醇为主，碳排量巨大，且甲醇制烯烃从能耗和效率上并不如石油制烯烃路线，近年来甲醇制烯烃新投产项目呈现萎缩态势。另一方面，甲醇作为一种较为清洁、高效的液体燃料，燃料用途成为甲醇下游最具潜力的需求增长点，可广泛应用于车船用动力燃料或锅炉发电供热燃料，甲醇燃料需求稳步上升，是甲醇最突出的新型需求。
（一）甲醇制烯烃
甲醇制烯烃是全球甲醇第二大消耗场景、中国最大的甲醇消耗场景。乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础原材料，根据钢联数据，2023年中国乙烯产量达4519万吨、丙烯产能达4782万吨，但尚未实现低碳烯烃的自给自足，乙烯、丙烯2023年的进口量均在210万吨以上，低碳烯烃仍然存在巨大的供需缺口。
受国家“十四五”规划、《中国制造2025》有关绿色发展指标以及“碳达峰碳中和”目标等相关政策的引导，降低碳排放、提高碳原子利用率和拓展CO2资源化利用途径是甲醇制烯烃行业目前的发展趋势；中国传统甲醇制烯烃以煤基甲醇为主要原料，其碳排量巨大，近年来CO2直接加氢气合成绿色甲醇，再经一定的催化反应制取烯烃产品可有效将CO2资源化利用，成为甲醇制烯烃行业的发展大方向之一。
（二）甲醛
全球范围来看，甲醛是甲醇占比最大的下游用途，约27%的甲醇用于甲醛的制备生产；国内范围来看，在甲醇制烯烃规模化生产前，甲醛同样为中国最大的甲醇应用场景。2023年中国甲醛产能达3680万吨，占全球的50%以上，但国内甲醛的产能利用率长时间在60%上下，存在着一定的产能过剩问题。总体上，甲醛行业已经进入头部集中化的发展阶段，甲醛行业发展与房地产等下游行业发展景气度周期高度重合，受下游房地产行业下行，家具、装修板材等相关制成品需求较之前有明显下滑的影响，甲醛行业预计在中短期内难有大幅增长。近几年的国内甲醛行业以去产能基调为主，预计其在甲醇下游应用占比将有所下降。
（三）储能储氢介质
甲醇燃料作为民用及工业燃料应用时间已久，下游应用场景广泛（见表3）。甲醇燃料不仅可用作内燃机中的汽油添加剂，提高传统燃机效率，还可应用于改装的燃油发动机以及混合动力和燃料电池车辆中作为重要的混合动力燃料或完全的直接燃料，也被视为清洁能源用于船舶内燃机的燃料。
当前航运业减排压力巨大，绿色甲醇有望成为中短期高可行性的低碳燃料方案。船舶运输是当前国际贸易的主要货运形式，其承担了全球贸易运输总量的90%以上。船用动力机特别是远洋船舶需要较大的功率输出，目前燃料主要以燃油为主，会排放大量的二氧化碳。在此背景下，船运行业的减排压力越来越大，尤其叠加欧盟碳税的影响，船运行业的减排问题已迫在眉睫，在液化天然气、甲醇、氢、氨等碳船舶燃料的各种可能替代方案中，甲醇由于其转换成本低、可获得性高、基础设施相对完善、技术成熟度较高等优势，逐渐引起关注，并有望成为中短期内最具可行性的方案。
2024年1月，DNVAFI（可替代燃料洞察平台）发布了最新的全球航运船舶数据（见图3），2023年全球总共新增298艘替代燃料动力船舶订单，同比2022年增长8%。2023年甲醇成为新增订单的主流，订单大幅增加（138艘），近乎2022年35艘订单的四倍，与液化天然气燃料船舶订单数量（130艘）“并驾齐驱”。
发展建议
绿色甲醇适用于碳中和的前中期阶段，虽然目前甲醇具备最成熟的内燃机技术与最低的船舶改造成本，但在欧盟碳税等政策影响下，如何在中短期内获取低成本稳定的可再生碳源是绿色甲醇抓住窗口期、实现规模应用的瓶颈问题。
绿色甲醇的发展可以通过多方面的努力来推进。
首先，技术进步是关键。制氢技术的优化非常重要，绿氢是制备绿色甲醇的关键原料。通过优化电解水制氢技术，提高电解效率，降低电力消耗和成本，可以提升绿氢的经济性，从而提升绿色甲醇的经济性。同时提升生物质气化和液化的技术水平，提高其转化效率，能够降低生物质制绿色甲醇的成本。具体方法包括改进催化剂、优化反应条件以及开发更高效的生物质预处理技术。此外，通过技术创新，提高绿色甲醇生产过程中的工艺精细度，减少能源和原料的浪费，进一步降低生产成本。这包括流程优化、自动化控制和能量回收利用等技术手段的应用。
其次，CO2捕集与利用（CCU）是绿色甲醇发展的另一个重要方面。开发更高效、低成本的CO2捕集技术，能够提供稳定且价格低廉的碳源，这是制备绿色甲醇的关键。例如，利用先进的吸附材料和吸收液，提高CO2捕集效率，降低操作成本。同时，通过技术创新，提高CO2转化为甲醇的效率，降低能源消耗，提升经济效益，从而降低绿色甲醇的整体成本。探索新型催化剂和反应器设计，提升CO2氢化反应的选择性和转化率，是实现这一目标的有效途径。
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（一）甲醇简介
甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一，全球近三分之二的甲醇会用于生产例如甲醛、乙酸和塑料等其他化学品。甲醇传统的应用领域包括甲醛、MTO/MTP、MTBE、醋酸、二甲醚等。其中，消费领域位列前三的依次是甲醛、MTO/MTP、MTBE；就全球范围的甲醇下游使用需求来看，目前，甲醛是甲醇的主要终端用途，占比近30%，多作为生产酚醛树脂与黏合剂及其他有机化学晶体的原料，可应用于建筑、汽车等多个领域。MTO（甲醇制烯烃）是全球仅次于甲醛的甲醇下游用途，在中国，MTO是甲醇下游的第一大需求场景，需求占中国甲醇消费量的60%上下。根据国际可再生能源署（IRENA）预测，全球甲醇产量将从2020年的1亿吨增加到2050年5亿（见图1），其中绿色甲醇和生物甲醇将达到2.5亿和1.35亿吨。
（二）产业概况
中国是全球最大的甲醇消费与生产国，中国的产能约占全球的58%；当前全球甲醇贸易流通量已超过3000万吨，中东是主要甲醇贸易输出地，而中国、东南亚、西欧则为主要的输入地区。根据金信期货的数据，截至2023年底，我国甲醇总产能1.05亿吨，占比世界将近60%；中国已成为全球第一大甲醇生产国。同时由于中国拥有极为庞大的工业体系，对于甲醇这一基础化工品的消耗需求巨大，国内的产能无法满足自身的消耗需求，仍需通过进口来填补甲醇的供应缺口，根据wind的数据，2023年中国甲醇进口量约为1455万吨。
（三）政策及项目
为实现“双碳”目标，中国发布了一系列绿色甲醇制备、应用的鼓励性政策（见表1）。在低碳政策的支持下，绿醇在汽车燃料、燃料电池、船舶燃料、有机添加剂等场景拥有巨大的潜在应用市场。
国际方面，国际海事组织（IMO）海洋环境保护委员会第八十次会议（MEPC80）于2023年7月通过了《2023年IMO船舶温室气体（GHG）减排战略》，提出在2050年前后达到净零排放新目标。叠加2030年的中短期目标（达到20%的减排幅度和5%的零温室气体排放技术/燃料使用），船东很难通过改善单艘船的运营来实现，而必须选择低碳技术或燃料，绿色甲醇由此得到众多关注。美国2023年颁布的《交通部门脱碳蓝图》计划可持续性燃料（如绿色甲醇）推广至航运等难实现电气化转型的行业。
欧盟于2019年12月推出了《欧洲绿色新政》，核心目标是到2050年实现碳中和，并于2021年7月提出“Fitfor55”一揽子计划，以实现到2030年温室气体减排55%。该计划所覆盖的系列立法举措为碳中和目标的达成开辟了新路，其中的碳排放交易体系（ETS）、替代燃料基础设施（AFIR）、能源税（ETD）对绿色甲醇有明显的助推作用。此外，在“可再生能源指令”（REDⅡ）修订版推出后，可再生能源无论是消费总量还是在交通运输领域都有更高的目标，这将为绿色甲醇的推广提供新的机会。
根据势银能链的统计，2024年以来，我国绿色甲醇项目累计有41个有所进展，表2是2024年部分大型绿色甲醇项目具体数据。但需注意的是，许多项目的二氧化碳来源仍然属于不可再生，以当前欧盟对煤制甲醇全生命周期碳排放定量来看，不会被认定为绿色甲醇。此外，部分项目试点已开展通过空气中二氧化碳捕获和太阳能电解水制绿氢进行甲醇合成的示范项目，制取绿色甲醇。
全球范围内，也有许多成规模的绿醇项目。目前国际能源巨头积极布局绿醇产业，New Hope Energy、Enerkem等绿色技术开发企业为多项绿色甲醇项目提供技术支持。同时，在全球交通运输业低碳转型的大背景下，汽车、船运行业的龙头公司不断推动绿色甲醇技术研发和项目落地。
绿色甲醇的定义及技术路线
（一）绿色甲醇的定义
目前国际上并无明确的“绿色甲醇”的概念界定。甲醇的绿色与否主要取决于甲醇的合成原料——氢气/合成气及二氧化碳的来源。根据国际可再生能源署（IRENA）的建议，可按甲醇的生产原料来源将其分为绿醇、蓝醇、灰醇和棕醇，当原料氢气和二氧化碳的来源均为可再生时，合成的甲醇可以认定为绿醇。其中可再生氢气指可再生能源制取氢气，包括清洁电力电解水制氢、绿色生物质制氢等；可再生的二氧化碳指生物质来源二氧化碳或直接空气捕获二氧化碳。国际可持续发展与碳认证（International Sustainability Carbon Certification，ISCC）体系对于绿色甲醇的定义稍松一些，即若原料为生物来源，全过程（从原料端到产品使用端）需减碳65%；若原料为非生物来源，全过程需减碳70%。
（二）技术路线
按照IRENA的定义，绿色甲醇的技术路线主要分为两种：二氧化碳加绿氢路线和生物质路线（见图2）。值得注意的是，绿色甲醇与传统灰色甲醇在二氧化碳加氢合成工艺上并无太大差别，都采用热催化法为主，近年来，电化学等新型合成工艺涌现，但尚不成熟。主要差异在于绿氢以及碳源。
二氧化碳加绿氢制甲醇路线主要依托于绿氢的产出，绿色甲醇工厂一般建在风光绿电电站附近。对于二氧化碳加绿氢制甲醇，IRENA定义碳源只有生物质与直接碳捕（DAC）才属于绿色甲醇，但直接碳捕的成本过高，目前成本大约到125～335美元/吨（国际能源署，2022），大约是煤化工、天然气等集中碳源的十倍左右，而且DAC的捕获量也无法支撑大规模绿色甲醇的生产。目前我国生物质制甲醇生产原料分布比较分散，收集、储存和运输成本均相对较高，这也是制约生物质制甲醇产业化发展的难题。目前中国也有许多项目通过碳耦合绿氢制甲醇，虽然不符合IRENA的认定标准，但对于中国甲醇行业减排有着更重要的实际意义。
绿色甲醇的应用场景和前景
从未来发展趋势来看，碳中和的大背景下，中国受制于“少油少气多煤”的能源禀赋，传统甲醇制烯烃以煤制甲醇为主，碳排量巨大，且甲醇制烯烃从能耗和效率上并不如石油制烯烃路线，近年来甲醇制烯烃新投产项目呈现萎缩态势。另一方面，甲醇作为一种较为清洁、高效的液体燃料，燃料用途成为甲醇下游最具潜力的需求增长点，可广泛应用于车船用动力燃料或锅炉发电供热燃料，甲醇燃料需求稳步上升，是甲醇最突出的新型需求。
（一）甲醇制烯烃
甲醇制烯烃是全球甲醇第二大消耗场景、中国最大的甲醇消耗场景。乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基础原材料，根据钢联数据，2023年中国乙烯产量达4519万吨、丙烯产能达4782万吨，但尚未实现低碳烯烃的自给自足，乙烯、丙烯2023年的进口量均在210万吨以上，低碳烯烃仍然存在巨大的供需缺口。
受国家“十四五”规划、《中国制造2025》有关绿色发展指标以及“碳达峰碳中和”目标等相关政策的引导，降低碳排放、提高碳原子利用率和拓展CO2资源化利用途径是甲醇制烯烃行业目前的发展趋势；中国传统甲醇制烯烃以煤基甲醇为主要原料，其碳排量巨大，近年来CO2直接加氢气合成绿色甲醇，再经一定的催化反应制取烯烃产品可有效将CO2资源化利用，成为甲醇制烯烃行业的发展大方向之一。
（二）甲醛
全球范围来看，甲醛是甲醇占比最大的下游用途，约27%的甲醇用于甲醛的制备生产；国内范围来看，在甲醇制烯烃规模化生产前，甲醛同样为中国最大的甲醇应用场景。2023年中国甲醛产能达3680万吨，占全球的50%以上，但国内甲醛的产能利用率长时间在60%上下，存在着一定的产能过剩问题。总体上，甲醛行业已经进入头部集中化的发展阶段，甲醛行业发展与房地产等下游行业发展景气度周期高度重合，受下游房地产行业下行，家具、装修板材等相关制成品需求较之前有明显下滑的影响，甲醛行业预计在中短期内难有大幅增长。近几年的国内甲醛行业以去产能基调为主，预计其在甲醇下游应用占比将有所下降。
（三）储能储氢介质
甲醇燃料作为民用及工业燃料应用时间已久，下游应用场景广泛（见表3）。甲醇燃料不仅可用作内燃机中的汽油添加剂，提高传统燃机效率，还可应用于改装的燃油发动机以及混合动力和燃料电池车辆中作为重要的混合动力燃料或完全的直接燃料，也被视为清洁能源用于船舶内燃机的燃料。
当前航运业减排压力巨大，绿色甲醇有望成为中短期高可行性的低碳燃料方案。船舶运输是当前国际贸易的主要货运形式，其承担了全球贸易运输总量的90%以上。船用动力机特别是远洋船舶需要较大的功率输出，目前燃料主要以燃油为主，会排放大量的二氧化碳。在此背景下，船运行业的减排压力越来越大，尤其叠加欧盟碳税的影响，船运行业的减排问题已迫在眉睫，在液化天然气、甲醇、氢、氨等碳船舶燃料的各种可能替代方案中，甲醇由于其转换成本低、可获得性高、基础设施相对完善、技术成熟度较高等优势，逐渐引起关注，并有望成为中短期内最具可行性的方案。
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发展建议
绿色甲醇适用于碳中和的前中期阶段，虽然目前甲醇具备最成熟的内燃机技术与最低的船舶改造成本，但在欧盟碳税等政策影响下，如何在中短期内获取低成本稳定的可再生碳源是绿色甲醇抓住窗口期、实现规模应用的瓶颈问题。
绿色甲醇的发展可以通过多方面的努力来推进。
首先，技术进步是关键。制氢技术的优化非常重要，绿氢是制备绿色甲醇的关键原料。通过优化电解水制氢技术，提高电解效率，降低电力消耗和成本，可以提升绿氢的经济性，从而提升绿色甲醇的经济性。同时提升生物质气化和液化的技术水平，提高其转化效率，能够降低生物质制绿色甲醇的成本。具体方法包括改进催化剂、优化反应条件以及开发更高效的生物质预处理技术。此外，通过技术创新，提高绿色甲醇生产过程中的工艺精细度，减少能源和原料的浪费，进一步降低生产成本。这包括流程优化、自动化控制和能量回收利用等技术手段的应用。
其次，CO2捕集与利用（CCU）是绿色甲醇发展的另一个重要方面。开发更高效、低成本的CO2捕集技术，能够提供稳定且价格低廉的碳源，这是制备绿色甲醇的关键。例如，利用先进的吸附材料和吸收液，提高CO2捕集效率，降低操作成本。同时，通过技术创新，提高CO2转化为甲醇的效率，降低能源消耗，提升经济效益，从而降低绿色甲醇的整体成本。探索新型催化剂和反应器设计，提升CO2氢化反应的选择性和转化率，是实现这一目标的有效途径。
