1、綠色甲醇的定義
甲醇,這一基礎化學產品,在工業領域有著廣泛的應用,同時也是眾多化工產品生產的關鍵原料。然而,隨著環保意識的日益增強,綠色甲醇的概念逐漸走進人們的視野。盡管目前國際上尚未對其給出明確的定義,但國際可再生能源署(IRENA)為我們指明了方向:綠色甲醇的原料,即氫氣和二氧化碳,必須全部來源于可再生能源。此外,其生產技術路線也主要分為兩種:一是通過生物質循環利用制甲醇,即利用生物質原料經過熱解氣化或厭氧發酵產生的沼氣,再經催化劑合成甲醇;二是綠電制綠氫再制甲醇,此方法則是通過綠氫與可再生的二氧化碳進行合成。值得注意的是,這里所強調的二氧化碳必須來源于生物質能或空氣捕集,以確保其可再生性。

2、綠色甲醇產業的發展環境
在國際層面,綠色甲醇已成為減排降碳的重要途徑,全球各大工業國家正積極布局這一產業。歐盟在2019年12月發布的《歐洲綠色新政》中為歐盟范圍內的碳中和奠定了基調,并在2021年7月提出了“Fit for 55”一攬子計劃,以推動包括綠色甲醇在內的低碳綠色燃料的發展。此外,歐盟在2023年通過的《可再生能源指令》(RED)中新增了關于綠色甲醇的條款。同時,國際綠氫組織在其第二版綠氫標準(GHS 2.0)中專門設立了綠色甲醇的標準,對綠色甲醇的碳排放和原料來源進行了規范。
在美國,針對交通和工業領域的綠色燃料應用,政府制定了一系列補貼政策和法案,并對CCUS技術給予專項補貼,從而極大地推動了綠色甲醇產業的發展。印度、埃及、新加坡等主要工業國家也在積極布局綠色甲醇的生產和供應項目,同時發展甲醇動力國際航運船舶,以拓展甲醇產業鏈。
在中國,政府同樣發布了一系列支持綠色甲醇產業發展的政策,并積極開拓甲醇產業的應用場景。交通和工業領域是中國溫室氣體的主要排放源頭,為了實現“雙碳”目標,中國政府針對這兩個領域出臺了多項政策。例如,2019年3月發布的《關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》鼓勵利用資源綜合生產甲醇,并推動甲醇汽車的應用。此外,《綠色交通“十四五”發展規劃》和《“十四五”工業綠色發展規劃》均將綠色甲醇作為重點發展對象。最新的《產業結構調整指導目錄(2024年本)》更是將電解水制氫和二氧化碳催化合成綠色甲醇列為鼓勵類發展項目。
3、甲醇產業的發展現狀
目前,我國甲醇產業呈現出穩步發展的態勢。高碳特征是甲醇產業不可或缺的一面,但在全球綠色低碳轉型的大背景下,我國甲醇產業也在積極尋求綠色低碳的發展路徑。通過技術創新和政策引導,我國甲醇產業正逐步向綠色甲醇轉型,以適應全球減排降碳的需求。
2023年,我國甲醇產業持續穩定發展,產能達到10618.6萬噸/年,實際產量為8317.3萬噸,且呈現出一種穩健的增長態勢。與近五年數據相比,新增產能保持較高水平,但值得注意的是,在規模和原料結構上已出現顯著變化。從原料結構來看,煤制甲醇產量占據主導地位,達到6975.3萬噸,占總產量的83.9%。其中,通過新型先進煤氣化技術生產的甲醇高達6742.5萬噸,占比81.1%。此外,焦爐煤氣制甲醇產量為864.8萬噸,占總產量的10.4%,而天然氣制甲醇產量則降至437.7萬噸,占比5.3%。在大型裝置方面,規模超過100萬噸/年的裝置產量為4586.2萬噸,占總產量的55.1%。然而,由于甲醇工業大量依賴化石燃料,導致其成為碳排放量最高的化工行業之一,年碳排放量超過2億噸。同時,甲醇作為多種重要化工品的基礎原料,也使得該行業面臨巨大的減碳壓力。

圖2展示了我國甲醇的原料結構。隨著綠色低碳甲醇產業的發展加速,我國在低碳甲醇產業化方面取得了初步成果。目前,煤化工耦合綠氫、二氧化碳加氫、生物質耦合綠氫以及生物質直接氣化制甲醇這四種技術路線并行發展,其中前三種技術路線需額外添加綠氫。截至2023年12月,國內已有11項綠色低碳甲醇項目建成或在建,總產能約為36.6萬噸/年。然而,這些項目多數規模較小,尚處于技術及商業示范階段。
在綠色甲醇產業發展過程中,我們面臨著一系列挑戰。首先,產業頂層設計尚待完善。我國綠色甲醇產業尚處于發展初期,缺乏系統、全面的政策體系引導和激勵機制。這導致市場資本對綠色甲醇產業缺乏動力和支持,影響企業投資決策和社會資本的有效流入,難以形成良性的產業發展生態。
其次,綠色甲醇標準體系亟需建設。國際上對綠色甲醇的定義尚未明確,而我國在這方面的發展較為零散,上下游產業鏈尚未通暢。缺乏統一的官方口徑來指導產業健康規范發展,不利于建立規范統一的綠色甲醇市場和參與國際競爭。
最后,綠色甲醇關鍵生產原料技術瓶頸亟待突破。盡管綠色甲醇的生產技術處于發展初期,但與傳統甲醇生產工藝相比并無顯著差異,難點主要集中在可再生氫氣和二氧化碳的獲取上。然而,我國可再生氫氣技術成本仍高于其他氫氣成本,直接空氣碳捕集技術因成本高昂和技術復雜性而尚未大規模應用;同時,生物質甲醇生產受到季節性影響和資源供應不穩定性的制約,規?;l展面臨挑戰。
4、發展建議
加強綠色甲醇產業的頂層設計,明確其發展目標。相關部門應協同合作,對綠色甲醇產業進行整體規劃和引導,制定專項政策文件,以推動其快速健康發展。同時,建立綠色甲醇的應用推廣計劃,明確責任部門,統籌推進相關基礎設施建設,特別是可再生能源制氫回醇項目的建設。
建立健全綠色甲醇的認證標準體系,以保障產業的持續發展。我們應參照國際標準,結合我國實際情況,構建一套既符合國情又與國際接軌的綠色甲醇認證標準。這將有助于推動國內綠色甲醇產業鏈的穩健發展,促進國際貿易合作,并在交通、能源、工業和消費等領域建立行業標準體系。
此外,還應加大技術研發和創新投入,以確保綠色甲醇行業的優質發展。鼓勵能源企業增加研發投入,組建專業研發團隊,積極推動技術創新和人才培養。同時,探索建立行業技術研究與產業開發創新平臺,加強與高校和研究機構的合作,共同開展前沿技術研究和產業應用。通過這些措施,我們可以促進技術交流和成果轉化,開展國際合作項目,引進國外先進技術和產業經驗,從而推動綠色甲醇行業的持續進步。
來源:時代之聲