來源： 中國網財經
國信證券博士后工作站鄧晨董丙旭
甲醇是最為常見、應用場景最為廣泛的基礎化學品，是生產所有其他化學品的四種關鍵基礎化學品之一，全球年產量超億噸級；當前甲醇主要以天然氣或煤炭為制備原料，作為碳排量巨大的化工行業，其減排降碳勢在必行。綠色甲醇以生物質或綠氫加可再生二氧化碳為原料，雙碳背景下，作為低碳燃料成為其中短期內最具潛力的需求增長點。
一、綠色甲醇有助于實現“雙碳”目標，可解決綠氫的消納問題
不同于傳統路線通過化石能源制造的普通甲醇，綠色甲醇更為綠色環保。根據國際可再生能源署(IRENA)的建議，可按甲醇的生產原料來源將其分為綠醇、藍醇、灰醇和棕醇，當原料氫氣和二氧化碳的來源均為可再生時，合成的甲醇可以認定為綠色甲醇。目前，綠色甲醇主要的生產工藝路線包括兩種。一是電制甲醇路線，即通過太陽能風電、光伏獲得綠色電力，電解水制氫，并通過捕捉二氧化碳，合成甲醇。二是生物甲醇路線，即通過裂解或熱解方式，將秸稈等原材料的生物質轉化為一氧化碳和氫氣，再通過高溫熱解水制氫，合成甲醇。因此，相比于化石能源制甲醇的路線，綠色甲醇的工藝生產工程中可實現二氧化碳接近零排放甚至負排放，將有助于工業和運輸部門實現碳中和目標。
綠色甲醇可作為氫能源的重要消納途徑與儲運媒介。氫氣被認為是最理想的未來主要清潔能源之一，但氫氣制取成本高、儲存及運輸困難等問題是制約氫能產業發展的“瓶頸”，而綠色甲醇以綠氫為原料，是氫能第二大的使用消納場景。因此，甲醇可作為氫能源的重要消納途徑。其次，甲醇行業的整體成熟度遠高于氫能，目前甲醇的制備、儲運、使用等環節的技術與基礎設施十分完備，上游綠氫加可再生二氧化碳或工廠捕集的二氧化碳合成甲醇，經成熟的甲醇儲運體系運送至下游需求場景，可有效解決當前氫能儲運技術與標準體系不成熟造成的氫能應用困難問題。
二、航運清潔能源進程開啟，推動綠色甲醇發展向好
航運業減排壓力巨大，綠色甲醇有望成為中短期高可行性的低碳燃料方案。船舶運輸是當前國際貿易的主要貨運形式，其承擔了全球貿易運輸總量的90%以上。船用動力機特別是遠洋船舶，需要較大的功率輸出，目前主要以燃油為主，會排放大量的二氧化碳。在此背景下，(1)國際海事組織推動航運碳排放凈零。2023年7月，國際海事組織(IMO)推動修訂了溫室氣體排放戰略，其中提出到2030年，國際航運年溫室氣體排放量比2008年減少至少20%，爭取減少30%；到2040年，國際航運年溫室氣體排放量比2008年減少至少70%，爭取減少80%；到2050年左右實現溫室氣體凈零排放。目前，IMO正在討論制定碳排放激勵機制、溫室氣體認定方案等細節政策。(2)歐盟將航運排放考核納入ETS(碳排放交易體系)。2024年1月，歐盟將其ETS的覆蓋范圍擴大到納入航運業，此次擴展后歐盟ETS涵蓋了從歐盟港口出發和抵達的大型船舶的排放。碳排放配額的退還比例將在2025-2027年逐步提升，2025年企業退還2024排放量40%；2026年退還2025排放量70%；2027年起將全額退還上一年度排放量。在國際海事組織和歐盟制定相關政策的情況下，船運行業的減排壓力越來越大，船運行業的減排問題已迫在眉睫，在液化天燃氣、甲醇、氫、氨等低碳船舶燃料的各種可能替代方案中，甲醇由于其轉換成本低、可獲得性高、基礎設施相對完善、技術成熟度較高等優勢，逐漸引起關注，并有望成為中短期內最具可行性的方案。
為滿足IMO設定的碳排放目標和應對歐盟新規帶來的減排壓力，船用燃料亟需進行清潔燃料轉型。從已有船只來看，根據ABS統計，目前已有船只中，使用新型清潔能源船只數量占比達到2%，噸位占到7%；在使用新型清潔能源的船只中，使用LNG的船只占比第一，達到1,011條，噸位占比5.4%。從新船使用新型能源情況來看，新船訂單中使用甲醇燃料的船只噸位占比顯著偏高。根據ABS統計，新船訂單中，使用新型清潔能源船只數量占比達到27%，噸位占到49%；在使用新型清潔能源的船只中，使用LNG的船只仍占比第一(受LNG運輸船的驅動)，達到837條，噸位占比34.4%；使用甲醇的船只占比第二，達到203條，占比8.9%。
三、綠色甲醇的成本結構及競爭優勢
綠色甲醇成本結構主要由合成原料、合成工藝與設備以及運營成本三大部分組成。當前的甲醇合成工藝已然十分成熟，綠氫與可再生二氧化碳兩大合成原料的價格是決定綠色甲醇成本高低的首要因素。其中，綠氫的制取成本(主要考慮電解水制取綠氫路線)主要由兩大部分組成，即清潔電力的電價與電解設備投資成本(受運行時間等因素的影響)，其中電價為首要因素。二氧化碳可通過生物質、直接碳捕技術、工廠尾氣(燃煤電廠、天然氣電廠、鋼鐵廠、水泥廠、合成氨廠等)獲得。其中，由于碳源CO2濃度最低，從空氣中直接捕集二氧化碳是目前成本最高的碳捕方式。其次為生物質來源的CO2，工業尾氣來源的CO2成本最低，但需注意的是，工業尾氣來源的二氧化碳仍然屬于不可再生，以當前歐盟對煤制甲醇全生命周期碳排放定量來看，不會被認定為綠色甲醇。
根據《綠色甲醇生產工藝技術經濟分析》估算，綠色甲醇的高成本主要由于電解水制氫所需大量電力導致。該估算的核心假設如下：(1)合成甲醇項目規模為10萬t/a；(2)選擇堿性電解水設備作為主要制氫設備；(3)CO2成本100元/t；(4)工業用水價格10元/t，電解槽水耗0.002t/m3H2；(5)采用可再生電力制氫，電力成本0.3元/kWh；(6)設備折舊年限20年，采用直線折舊法；(7)定員60人，年人均工資:200,000元；(7)內部收益率6%，甲醇增值稅率13%。根據估算結果可知，在上述核心假設下，綠色甲醇的成本將達到5,433元/t，主要是因為電解水制氫所需大量電力造成，單一此項成本占到整個成本的77%，若度電成本由0.3元下降到0.1元時，綠色甲醇成本則由5,433元/噸下降到2,156元/噸，電力成本占比降至55%，此時，綠色甲醇成本可與當前煤制甲醇或天然氣制甲醇相當。
此外，如果考慮環境效益，綠色甲醇成本下降，相比煤制甲醇更具優勢。據測算，每噸綠色甲醇相比于煤制甲醇可以減排近5t CO2，同時可以固碳1.5t，共計可以減排6.5t的CO2(如果通過碳市場交易或者碳稅，將環境效益資本化，參考煤制甲醇成本約2,600元/t(煤炭價格1,100元/t)，則碳價在300元/t時，綠色甲醇可與煤制氫成本相當。目前，按照歐盟碳稅的征收標準，每噸二氧化碳的碳稅為90歐元(約705元人民幣)，因此，在疊加碳稅的情況下，綠色甲醇與傳統能源生產的棕色和灰色甲醇相比已經擁有一定的競爭力。
四、綠色甲醇市場空間巨大
目前綠色甲醇已被廣泛認可和接受的用途是作為航運燃料。在航運業減排目標下，綠色甲醇有望迎來巨大市場空間。在2023年7月7日通過的國際海事組織(IMO)溫室氣體減排戰略修訂案中，各成員國達成了嚴格的減排目標，航運業必然會加大綠色燃料對傳統燃料的替代力度。而從現階段航運公司的策略來看，綠色甲醇正成為綠色替代燃料主流。馬士基中國脫碳業務總監就曾公開表示，2025年交付18艘大型甲醇船舶后，馬士基每年需要綠色甲醇75萬噸，到2030年這個需求量將達到500萬噸，2040年大概需要2,000萬噸。根據Alphaliner數據，截至2023年12月10日，馬士基在航運的運力占比為14.62%。
遠期來看，除了可以作為船用燃料外，綠色甲醇還有望應用到車用燃料領域，從而獲得更多市場空間。除此之外，參考韓國和日本未來對綠氨發電的規劃，綠色甲醇也有望作為一種新型能源載體并用于發電領域。
綜上所述，據國際可再生能源署(IRENA)發布《創新展望：可再生甲醇》的研究報告，預計到2025年，全球甲醇年產量預計將從目前的1億噸增長到1.2億噸，2050年達到5億噸，其中綠色甲醇產量將達到2.5億噸、生物甲醇1.35億噸，傳統甲醇1.15億噸。綠色甲醇行業具有極大的市場空間。
