解读2024中国绿色甲醇产业研究与前景展望报告

甲醇的基本盘：亿吨级化学品，中国产能全球第一

甲醇是生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一，与乙烯、丙烯和氨并列。全球范围内近三分之二的甲醇用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品。传统应用领域包括甲醛、MTO/MTP、MTBE、醋酸、二甲醚等。全球甲醇年产量已超亿吨级，中国是全球第一大生产国与消费市场。

从产能分布看，中国甲醇产能约占全球58%，除中国外，伊朗、阿曼、美国等地区集中了剩余产能，伊朗是除中国外的第二大甲醇产能国，年产能超1300万吨。全球甲醇贸易流通量已超过3000万吨，中东是主要输出地，中国、东南亚、西欧是主要输入地区。

中国虽然产能庞大，但工业体系对甲醇消耗需求巨大，国内产能无法完全满足自身消耗，仍需通过进口填补缺口。2022年中国甲醇进口量约为1200万吨，价值约41亿美元。

原料结构：煤制为主，碳排压力倒逼转型

全球范围来看约65%的甲醇由天然气加工生产，煤制甲醇约占35%，由生物质和可再生能源制取的甲醇不足1%。中国富煤少气的能源禀赋使得国内甲醇主要以煤制甲醇为主，占比超80%。美国及伊朗等中东国家拥有丰富天然气资源，多采取天然气制甲醇路线。

大量采用化石燃料制甲醇使甲醇工业成为碳排放最高的化工行业之一。中国甲醇行业的年碳排量在2亿吨以上，同时甲醇又是若干其他化工品的重要基础原料，因此甲醇行业成为当前减碳压力最大的化工行业之一。

从下游需求结构看，中国甲醇消费中MTO占比约56%，是最大的需求场景；甲醛、甲醇燃料、MTBE等紧随其后。

绿色甲醇定义：看原料的可再生属性

目前国际上并无明确的绿色甲醇概念界定。甲醇的绿色与否主要取决于合成原料——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，可按生产原料来源将甲醇分为绿醇、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。

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。绿色甲醇的主要技术路径包括电解水路线即电制甲醇、生物甲烷路线和生物质气化路线。

三种路径各有优劣。生物甲醇路线初期规模化门槛相对较低，但面临原料供应和传统设备升级困难等问题。随着清洁电力成本不断下降，以电力成本为主要生产成本的电制甲醇有望实现最低成本水平，将成为全球绿色甲醇供应的主要方式。

制备工艺：CO2加氢合成已成熟，瓶颈在上游原料

绿色甲醇与传统灰色甲醇在CO2加氢合成工艺上并无太大差别，区别主要体现在原料的可再生性质上。传统煤制或天然气制甲醇的完整工艺可分为五个子单元：除硫杂质预处理、重整制合成气、甲醇合成、精制粗甲醇和平衡工艺。二氧化碳直接加氢制取甲醇则以二氧化碳和氢气为原料，通过催化反应直接合成甲醇。

在甲醇合成环节，目前工艺一般在5-10MPa、200-300℃下进行。全球约60%的甲醇生产采用庄信万丰旗下Synetix的工艺，约27%由鲁奇Lurgi工艺生产。合成工艺主要包括高压法、低压法和中压法，中压法是20世纪70年代以来的主流工艺，但压力降低的同时也带来约10%的转化效率下降。

绿色甲醇制备的主要瓶颈不在合成环节，而在上游的绿色氢气与可再生二氧化碳制备与捕集。电解水制氢技术日趋成熟，但DAC等碳捕技术面临成本高昂、规模小等痛点。

应用场景：化工原料是基本盘，航运燃料是窗口期机会

甲醇作为基础化工原料，主要应用于MTO、甲醛、甲醇燃料等场景。全球范围来看，甲醛是甲醇占比最大的下游用途，约27%的甲醇用于甲醛制备；MTO是全球仅次于甲醛的第二大用途。在中国，MTO是甲醇下游第一大需求场景，需求占中国甲醇消费量的60%上下。

甲醇制烯烃方面，2022年中国乙烯产能达4675万吨、丙烯产能达5668万吨，但乙烯、丙烯进口量均在200万吨以上，低碳烯烃仍存在供需缺口。自2010年全球首套煤基MTO装置在内蒙古包头运行以来，用于烯烃生产的甲醇约占全球消费量的25%。

航运燃料方面，国际海事组织2023年7月发布最新减排战略，提出2030年全球海运碳排放总量比2008年至少下降20%、力争30%，2050年前后实现净零排放。2023年全球新增替代燃料船舶订单298艘，其中甲醇燃料船舶订单138艘，近乎2022年35艘的四倍，与LNG燃料船舶订单130艘并驾齐驱。但长远期看，绿色甲醇的主力应用场景仍在于合成甲醛、制取烯烃等存量更大的传统应用场景而非航运燃料。

成本经济性：绿氢与CO2价格决定竞争力

绿色电制甲醇成本结构主要由合成原料、合成工艺与设备以及运营成本三大部分组成。当前甲醇合成工艺已十分成熟，绿氢与可再生二氧化碳两大合成原料的价格是决定绿色甲醇成本高低的首要因素。每生产一吨甲醇需要0.188吨绿色氢气与1.37吨可再生二氧化碳。

绿氢制取成本主要由清洁电力电价与电解设备投资成本组成，其中电价为首要因素。可再生二氧化碳主要通过生物质BEC或直接碳捕DAC技术获得，影响捕集成本的主要因素是碳源的二氧化碳浓度及捕集工艺能耗，DAC技术由于碳源浓度最低，是目前成本最高的碳捕方式，成本约为200-250美元/吨，远高于煤化工、天然气等集中碳源20-40美元/吨的水平。

当前以化石能源为原料制取的灰醇成本约200-300美元/吨，绿色甲醇成本区间在800-1600美元/吨。随着清洁电力电价下降与设备成本下降，2050年前后电制绿色甲醇成本有望下降到300-600美元/吨区间。但绿色电制甲醇尚需时间才能与灰醇在经济性上拥有较强的竞争力。

政策与产业进展：中国鼓励性政策频出，示范项目密集落地

中国已发布一系列绿色甲醇制备、应用的鼓励性政策。2019年《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》鼓励探索捕获二氧化碳制备甲醇工艺；2021年《绿色交通“十四五”发展规划》提出积极探索甲醇动力船舶应用；2021年《“十四五”工业绿色发展规划》把二氧化碳耦合制甲醇列入绿色低碳技术推广工程；2022年《氢能产业发展中长期规划》引导合成甲醇等行业由高碳工艺向低碳工艺转变；2023年《高耗能行业重点领域能效标杆水平》对煤制甲醇明确原则上2025年底前完成技术改造或淘汰退出；2024年《产业结构调整指导目录》将电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇列入鼓励类项目。

产业实践层面，中国当前以利用工业尾气中二氧化碳加氢制取绿色甲醇和低碳甲醇路线为主，分为部分替代型和完全替代型。但需注意，该工艺下二氧化碳仍属不可再生，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。示范项目包括宝丰能源太阳能电解制氢储能项目、江苏斯尔邦CO2制绿色甲醇项目、中科院液态太阳燃料合成示范工程等。

生物质制甲醇规划规模仅次于煤化工耦合绿氢，总体上仍处于技术示范阶段。国际层面，国际海事组织2023年通过船舶温室气体减排战略，欧盟推出《欧洲绿色新政》和“Fit for 55”一揽子计划，碳排放交易体系将覆盖航运业排放，可再生能源指令修订版提高交通领域可再生能源比例目标，均为绿色甲醇的航运应用提供政策机会。

全球甲醇年产量超亿吨级，截止2022年底全球产能已超过1.79亿吨。中国产能已超过1亿吨，占全球总产能将近58%，是全球第一大甲醇生产国。中国拥有极为庞大的工业体系，对甲醇的消耗需求巨大，国内产能无法满足自身消耗，2022年进口量约1200万吨，价值约41亿美元。 从下游结构看，中国甲醇消费中MTO占比约56%，远高于全球MTO约25%的占比。全球范围来看，近三分之二的甲醇用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品，全球甲醇下游中甲醛占比约27%。中国甲醇行业年碳排量在2亿吨以上，是碳排放最高的化工行业之一。

绿色甲醇当前的成本区间在800-1600美元/吨，而化石基灰醇成本约为200-300美元/吨，两者存在明显价差。成本差异的关键在于绿氢与可再生二氧化碳两大合成原料的价格。每生产一吨甲醇需要0.188吨绿色氢气与1.37吨可再生二氧化碳，原料成本构成了绿色甲醇成本的主体。 绿氢成本主要由清洁电力电价与电解设备投资成本决定，其中电价为首要因素。可再生二氧化碳方面，DAC技术成本约200-250美元/吨，远高于煤化工、天然气等集中碳源20-40美元/吨的水平。按照欧盟碳税标准，每吨二氧化碳碳税为90欧元，煤制甲醇全生命周期每吨甲醇碳排约为6.4吨，则每吨灰醇的碳税高达2100-4500元，叠加碳税后灰醇价格区间为4600-7000元/吨。低成本生物质等可再生碳源制成的绿醇成本价在5700元以上，在此价格对比下已初具一定竞争力，但该方式难以支撑规模化应用。

2023年全球新增298艘替代燃料动力船舶订单，其中甲醇燃料船舶订单138艘，近乎2022年35艘的四倍，与LNG燃料船舶订单130艘数量接近。甲醇相较于当前LNG，单位碳排降低近50%，柴油单位碳排放为3.151吨/吨，LNG为2.75吨/吨，甲醇为1.375吨/吨。 政策端，国际海事组织2023年7月发布最新减排战略，提出到2030年全球海运年碳排放总量与2008年相比至少下降20%、力争30%；2040年下降70%、力争80%；2050年前后实现净零排放。欧盟碳税征收标准为每吨二氧化碳90欧元，约705元人民币。碳排放交易体系将覆盖航运业排放，2024年起对总吨位5000吨以上的大型船舶适用，过渡期内2024年、2025年、2026年分别将40%、70%和100%的航运排放量纳入EU ETS。 根据国际能源署2023世界能源展望报告，按热值计算，2022年生物燃料、氢、氨和甲醇在国际航运能源消耗中未占任何份额。到2050年，氨将占据国际航运能源消耗的最大份额达44%，生物燃料和氢气将各占19%，而甲醇的增幅最小仅为3%。这与绿色甲醇作为化工原料的更大市场空间形成对比。