绿色甲醇产业链、技术路线、成本及储运分析

绿色甲醇的产业链主要包括制备、储运和应用三个环节。

绿色甲醇的制备分为四种不同的技术路线，原材料涉及生物质、二氧化碳和绿氢。绿色甲醇以常温常压下的液体形式储存，运输方式分为铁路、公路、船运和管道运输。下游应用领域包括船舶燃料、汽车燃料、化工原料和储能储氢载体。

绿色甲醇的制备分为四种路线，路线一为电制甲醇，基于绿氢和二氧化碳制备；路线二为生物质气化制甲醇；路线三为生物质耦合绿氢制甲醇，路线四为生物质发酵制甲烷再制甲醇。路线二、三、四均存在生物质原料的供应受季节和气候影响较大，生物质气化技术和设备面临一定挑战的问题。

路线一：电制甲醇。电制甲醇主要以绿氢和可再生二氧化碳为原料。其技术路线分为：利用可再生电力电解水得到的绿氢和捕获的二氧化碳生产甲醇；二氧化碳电催化还原制甲醇。其中二氧化碳电催化制甲醇尚不具备工业化条件，可再生二氧化碳与绿氢反应制备甲醇已被证明可实现大规模生产。电制甲醇的优势在于目前电解水技术已经成熟，但电解水和二氧化碳捕获成本高昂，绿氢与可再生二氧化碳的输配问题也面临挑战。

路线二：生物质气化制甲醇。生物质气化制甲醇技术是将生物质气化，然后通过变换和脱碳得到碳氢比一定的合成气来制备甲醇。我国拥有丰富的生物质资源，如秸秆、木屑、玉米芯、稻壳、稻草和城市固体废物等，可以高效利用这些生物质资源制造甲醇。该技术路线中的关键工艺是生物质气化技术，得到合成气后制取甲醇的技术原理与煤制甲醇类似，工艺路线已经成熟稳定，热化学效率较高，对土地的面积要求较低，但气化工艺和大型气化炉设备还存在技术挑战。

路线三：生物质耦合绿氢制甲醇。路线三是以生物质为碳源与绿氢反应制备甲醇。路线二当中，碳氢比调整存在耗能反应（水煤气环节）并排放二氧化碳。在此基础上如果将电解水制备得到的氧气运用在生物质气化环节，将绿氢导入合成气以调整碳氢比例，则可以取消变换单元，简化甲醇制备的设备和流程。

路线四：生物质制甲烷制甲醇。路线四是用生物质发酵得到甲烷再制甲醇。首先利用微生物将生物质厌氧发酵得到沼气（甲烷），通过甲烷重整得到氢气和二氧化碳的混合气并制备甲醇。由于自然发酵过程缓慢、沼气规模化的可能性较低，该技术路线需要大面积土地对生物质进行厌氧发酵，同时废渣处理难度较大。

我国甲醇的生产几乎完全依赖于煤炭，即棕色/黑色甲醇。当煤炭价格为500-1000元时，煤制甲醇的成本为 1800-2700 元/吨。例如据报道，2023 年12 月8日当周，我国西北地区煤制甲醇制造成本在 2755 元/吨，原料煤及燃料煤的成本占到甲醇总成本的 75%以上。

绿电制甲醇目前成本约为 4500-4600 元/吨，未来随着绿电价格、碳捕获成本的下降以及技术发展，有望降低至 2100-2200 元/吨。在电制甲醇工艺流程中，氢气和二氧化碳分别来自于电解水制氢和二氧化碳捕获。绿电制甲醇的成本主要由原料气成本、工艺成本、设备折旧、运维操作等构成。以设计建设年产 10 万吨的二氧化碳加氢制甲醇项目为对象,总投资2 亿元，折旧残留率 5%,设备折旧年限 20 年进行生产成本分析和预测。项目采用目前常见的铜基催化剂,据目前催化剂的性能,原料气二氧化碳的单程转化率为 30%,生成甲醇的选择性为 80%。年产 10 万吨甲醇需消耗氢气1.88万吨、二氧化碳 13.73 万吨。项目中所有用电来自光伏、风电等绿色电力,氢气来自绿电制氢,二氧化碳来自工业捕集，纯度为 99.5%以上。制氢过程中以电耗4.5kWh/Nm3，电价以 0.3 元/kWh 计算。 根据测算，电制甲醇的成本为 4500-4600 元/吨，其中氢气成本为主要成本，占比达到 82%，二氧化碳成本占比 9%。

绿色甲醇制备成本—生物质气化路线。目前生物质制甲醇的成本约 3800 元/吨左右，当生物质颗粒价格为600元/吨时成本下降至约 2300 元/吨左右。生物质气化制甲醇的成本主要包括设备投资成本、人工与运维成本、生物质原料和生产消耗成本。 我们参考江苏省盐城市岚泽大丰港拟投资项目数据，项目规划年产30 万吨，以芦竹等生物质为原料通过热裂解生产绿色甲醇。项目投资22.5 亿，折算设备分摊生产绿醇成本约为 300 元/吨。主要设备包括空分装置、生物质气化装置、气体净化装置、甲醇装置和配套的公用工程及辅助装置。 据国际能源署数据，生物质颗粒气化生产甲醇的能量转化效率约为60%，按生物质颗粒的平均热值17MJ/kg计算，理论上每生产一吨甲醇需要1.95吨生物质颗粒，考虑生产过程中损耗，因而单吨甲醇生产所需生物质颗粒按2.5 吨测算。参考2024年生物质颗粒价格约为 1200 元/吨，即生产 1 吨甲醇的生物质颗粒成本约为3000元/吨。 电力成本方面，每生产一吨甲醇实际需消耗电量 500kWh，采用风光等绿电且按0.3元/kWh 计，分摊生产绿醇成本为 150 元/吨。其余生产过程消耗的除盐水、氮气等约合 250 元/吨。 综上该项目生物质制甲醇的成本约 3800 元/吨左右，其中生物质原材料占比最高，达到 79%；电力及生产过程消耗品的成本占比 10%，设备折旧费用占比8%，人工与运维费用占比 5%。

生物质气化制甲醇未来价格主要取决于生物质原材料价格。在生物质资源丰富且价格低廉的地区，生物质颗粒的价格有望降低.当生物质原材料价格低于600元/吨时,生物质气化制甲醇的成本约为 2300 元/吨，接近目前煤制甲醇的成本。技术革新带来的成本下降较为有限。总体上位于生物质资源丰富，地势平坦，交通便利的生物质制甲醇项目盈利空间更大。

绿色甲醇制备成本—生物质制甲烷再制甲醇路线。生物质制甲烷再制甲醇目前成本为 3400-4200 元/吨，远期不具备发展优势。生物质发酵制甲烷并进一步制备甲醇的路线在制备得到甲烷后工艺流程与天然气制甲醇一致。据国际可再生能源署计算，基于生物质制甲烷再制甲醇的成本将在天然气制甲醇成本的基础上增加 377 美元/吨，折合人民币约2700 元/吨。而天然气制甲醇的成本为 100-200 美元/吨，即生物质制甲烷再制甲醇的成本为3400-4200元/吨。 生物质制甲烷再制甲醇的成本同样主要取决于生物质原材料的价格，但是由于生物质自然发酵缓慢及占地面积过大等问题，未来新增产能规模有限。

甲醇储运条件较为温和。甲醇在常温常压下为液体，具有易燃和易挥发的特性,具有毒性。根据我国《危险货物品名表》（GB12268-2012）,甲醇属于第3类易燃液体,危险等级为Ⅲ。甲醇的储运应选用复合标准的密封式容器，材质应耐高温、耐压。因为甲醇常温常压下为液体，因此储运时不需要保持低温或加压，储运条件较为温和。 甲醇储存技术难度低，规模大。工业多使用金属储罐存储甲醇，单缸容积可达1-2万立方米，最大储量可达 1.4 万吨。同时甲醇本身对碳钢几乎没有腐蚀性，仅需要对储罐内壁做基本防腐处理以避免甲醇中存在的水份和杂质对储罐的腐蚀。现阶段我国甲醇运输以公路汽车运送为主，运输费用约为0.24 元/吨/公里左右。我国甲醇的运输方式包括公路、铁路、水路和管道运输。汽车运输具有方便灵活的特点，是我国甲醇主要的运输方式。参考从内蒙古鄂尔多斯运输甲醇至山东东营的路线计算甲醇的运输费用。根据隆众资讯数据，2024 年8 月甲醇的公路罐车运输费用为 240 元/吨，折合约 0.24 元/吨/公里。水路运输则多用于将甲醇从天津港、唐山港等运至苏南和浙江的港口。铁路运力有限，企业难以控制运输时间和运输量，并不是我国甲醇运输的主流方式。管道运输目前还处于规划和设计方案，未来或可成为长距离输送甲醇的有效解决方案。绿色甲醇陆上生产地和消费地距离 500-3000 公里之间，公路汽车运输的费用为120-720 元/吨。绿色甲醇的制备依赖生物质资源或风能和太阳能，丰富的生物质资源和风光资源为绿色甲醇的生产提供便利条件，就地发展一体化战略是未来绿色甲醇行业的主要发展方式，因此未来绿色甲醇产能将主要分布于我国西北、华北和东北地区。 但甲醇的不同下游产业多分布于东部地区，在航运燃料的应用场景中，绿色甲醇的主要消费地点在东部沿海港口，用于甲醇燃料船舶的加注和出口。我国目前甲醇最大的需求领域甲醇制烯烃产能也多分布于东部经济发达地区。

绿色甲醇从北方的风光基地运输至山东地区的运输距离约为500-1000 公里，运输成本约 120-240 元/吨，运输至江苏地区距离约为 1500-1800 公里，运输成本约为360-432 元/吨，运输至浙江地区距离约 1900-2300 公里，运输成本约456-552元/吨。

管道运输或可成为未来长距离输送甲醇的有效解决方案。目前我国甲醇在长距离运输时存在费用偏高、运力不足和受天气路况等因素影响较大的问题，而管道运输可以保证甲醇长周期、安全稳定的输送，成本有望低于公路运输。甲醇管输可利用原油等管道，成本约为 0.16 元/吨/公里。甲醇属于易输送介质，在输送过程中对管材设施的腐蚀性较小，不需要内防腐，并且输送过程中不需要保温设施，可利用原油等管道改输甲醇。参考我国成品油的输送费用，根据不同的地理环境，一般为 0.14-0.17 元/吨/公里，取平均值0.16 元/吨/公里，在500-3000 公里范围内运输费用为 80-480 元/吨。 目前国际上已有成功通过管道运输甲醇的案例。加拿大的一条甲醇运输管道由原油输送管道改造而来，管道全长 1146 公里，甲醇输送能力4000 吨/天。位于加拿大的另一台管道由液化石油气输送管道改造，全长3000 公里，甲醇输送能力4000吨/天。 我国也在积极探索甲醇管道运输的可行性。例如 2021 年5 月中煤鄂尔多斯能源化工有限公司甲醇技改项目配套管道工程成功投产，成为我国首条甲醇制烯烃的长输管道，该管道全长 52 公里，设计压力为 2.5Mpa。但目前甲醇管道运输技术和经验还比较匮乏，尚未形成运输标准规范，距大规模和长距离运用还有较长时间。