來源： 中國網(wǎng)財經(jīng)
國信證券博士后工作站鄧晨董丙旭
甲醇是最為常見、應(yīng)用場景最為廣泛的基礎(chǔ)化學(xué)品，是生產(chǎn)所有其他化學(xué)品的四種關(guān)鍵基礎(chǔ)化學(xué)品之一，全球年產(chǎn)量超億噸級；當(dāng)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(yè)，其減排降碳勢在必行。綠色甲醇以生物質(zhì)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(nèi)最具潛力的需求增長點。
一、綠色甲醇有助于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，可解決綠氫的消納問題
不同于傳統(tǒng)路線通過化石能源制造的普通甲醇，綠色甲醇更為綠色環(huán)保。根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)的建議，可按甲醇的生產(chǎn)原料來源將其分為綠醇、藍(lán)醇、灰醇和棕醇，當(dāng)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(rèn)定為綠色甲醇。目前，綠色甲醇主要的生產(chǎn)工藝路線包括兩種。一是電制甲醇路線，即通過太陽能風(fēng)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(zhì)轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，再通過高溫?zé)峤馑茪洌铣杉状?。因此，相比于化石能源制甲醇的路線，綠色甲醇的工藝生產(chǎn)工程中可實現(xiàn)二氧化碳接近零排放甚至負(fù)排放，將有助于工業(yè)和運(yùn)輸部門實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
綠色甲醇可作為氫能源的重要消納途徑與儲運(yùn)媒介。氫氣被認(rèn)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(yùn)輸困難等問題是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)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(yè)的整體成熟度遠(yuǎn)高于氫能，目前甲醇的制備、儲運(yùn)、使用等環(huán)節(jié)的技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)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(jīng)成熟的甲醇儲運(yùn)體系運(yùn)送至下游需求場景，可有效解決當(dāng)前氫能儲運(yùn)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系不成熟造成的氫能應(yīng)用困難問題。
二、航運(yùn)清潔能源進(jìn)程開啟，推動綠色甲醇發(fā)展向好
航運(yùn)業(yè)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(yùn)輸是當(dāng)前國際貿(mào)易的主要貨運(yùn)形式，其承擔(dān)了全球貿(mào)易運(yùn)輸總量的90%以上。船用動力機(jī)特別是遠(yuǎn)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(yùn)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(zhàn)略，其中提出到2030年，國際航運(yùn)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(yùn)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(xiàn)溫室氣體凈零排放。目前，IMO正在討論制定碳排放激勵機(jī)制、溫室氣體認(rèn)定方案等細(xì)節(jié)政策。(2)歐盟將航運(yùn)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(kuò)大到納入航運(yùn)業(yè)，此次擴(kuò)展后歐盟ETS涵蓋了從歐盟港口出發(fā)和抵達(dá)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(yè)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(guān)政策的情況下，船運(yùn)行業(yè)的減排壓力越來越大，船運(yùn)行業(yè)的減排問題已迫在眉睫，在液化天燃?xì)狻⒓状?、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(zhuǎn)換成本低、可獲得性高、基礎(chǔ)設(shè)施相對完善、技術(shù)成熟度較高等優(yōu)勢，逐漸引起關(guān)注，并有望成為中短期內(nèi)最具可行性的方案。
為滿足IMO設(shè)定的碳排放目標(biāo)和應(yīng)對歐盟新規(guī)帶來的減排壓力，船用燃料亟需進(jìn)行清潔燃料轉(zhuǎn)型。從已有船只來看，根據(jù)ABS統(tǒng)計，目前已有船只中，使用新型清潔能源船只數(shù)量占比達(dá)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(dá)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(jù)ABS統(tǒng)計，新船訂單中，使用新型清潔能源船只數(shù)量占比達(dá)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(yùn)輸船的驅(qū)動)，達(dá)到837條，噸位占比34.4%；使用甲醇的船只占比第二，達(dá)到203條，占比8.9%。
三、綠色甲醇的成本結(jié)構(gòu)及競爭優(yōu)勢
綠色甲醇成本結(jié)構(gòu)主要由合成原料、合成工藝與設(shè)備以及運(yùn)營成本三大部分組成。當(dāng)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(shè)備投資成本(受運(yùn)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(zhì)、直接碳捕技術(shù)、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(zhì)來源的CO2，工業(yè)尾氣來源的CO2成本最低，但需注意的是，工業(yè)尾氣來源的二氧化碳仍然屬于不可再生，以當(dāng)前歐盟對煤制甲醇全生命周期碳排放定量來看，不會被認(rèn)定為綠色甲醇。
根據(jù)《綠色甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致。該估算的核心假設(shè)如下：(1)合成甲醇項目規(guī)模為10萬t/a；(2)選擇堿性電解水設(shè)備作為主要制氫設(shè)備；(3)CO2成本100元/t；(4)工業(yè)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(shè)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(nèi)部收益率6%，甲醇增值稅率13%。根據(jù)估算結(jié)果可知，在上述核心假設(shè)下，綠色甲醇的成本將達(dá)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(dāng)前煤制甲醇或天然氣制甲醇相當(dāng)。
此外，如果考慮環(huán)境效益，綠色甲醇成本下降，相比煤制甲醇更具優(yōu)勢。據(jù)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(huán)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(dāng)。目前，按照歐盟碳稅的征收標(biāo)準(zhǔn)，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(tǒng)能源生產(chǎn)的棕色和灰色甲醇相比已經(jīng)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(rèn)可和接受的用途是作為航運(yùn)燃料。在航運(yùn)業(yè)減排目標(biāo)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(zhàn)略修訂案中，各成員國達(dá)成了嚴(yán)格的減排目標(biāo)，航運(yùn)業(yè)必然會加大綠色燃料對傳統(tǒng)燃料的替代力度。而從現(xiàn)階段航運(yùn)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(yè)務(wù)總監(jiān)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(dá)到500萬噸，2040年大概需要2,000萬噸。根據(jù)Alphaliner數(shù)據(jù)，截至2023年12月10日，馬士基在航運(yùn)的運(yùn)力占比為14.62%。
遠(yuǎn)期來看，除了可以作為船用燃料外，綠色甲醇還有望應(yīng)用到車用燃料領(lǐng)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(fā)電的規(guī)劃，綠色甲醇也有望作為一種新型能源載體并用于發(fā)電領(lǐng)域。
綜上所述，據(jù)國際可再生能源署(IRENA)發(fā)布《創(chuàng)新展望：可再生甲醇》的研究報告，預(yù)計到2025年，全球甲醇年產(chǎn)量預(yù)計將從目前的1億噸增長到1.2億噸，2050年達(dá)到5億噸，其中綠色甲醇產(chǎn)量將達(dá)到2.5億噸、生物甲醇1.35億噸，傳統(tǒng)甲醇1.15億噸。綠色甲醇行業(yè)具有極大的市場空間。
