甲醇生產工藝與綠色甲醇發展驅動力

國內甲醇的主要生產原料包括天然氣、煤炭和焦爐氣。由于中國的能源結構是富煤貧油少氣，煤炭成為甲醇生產的主要原料，占據了國內甲醇總產量的超過80%的比重，天然氣制甲醇約占比10%，焦爐氣占比10%。基于環保因素，近幾年焦爐氣制甲醇產能增長較快，天然氣制甲醇項目在國內目前處于停滯狀態。

在國外，伊朗等中東主要甲醇生產國以及美國等其他地區，因擁有豐富的天然氣資源，多選擇天然氣制甲醇的技術路線。國外天然氣制甲醇，因為制取流程短，投資少，天然氣價格低，因此甲醇生產成本相對國內煤制甲醇低。

1、煤制甲醇

煤制甲醇是在煤為原料和氣化劑的作用下，經過煤氣化技術，生產以一氧化碳（CO）和氫氣為有效成分的粗煤氣，后經過脫硫、變換，調節CO和氫氣的配氣量，凈化后，生成合格的合成氣，合成氣經過壓縮后再甲醇合成塔中催化合成粗甲醇，后精餾制得精甲醇。

資料來源：公開資料，RMC氫連

2、天然氣制甲醇

由于我國天然氣資源較為貧乏，同時受限于“煤改氣”政策，需要保障民用天然氣供應，2019年以來天然氣制甲醇沒有新增產能。2023年發改委頒布政策《產業結構調整指導目錄（2023年本，征求意見稿）》，限制天然氣制甲醇（CO₂含量20%以上的天然氣除外）。

天然氣的主要成分是烷烴，甲烷占比較大，另含有少量乙烷、丙烷和丁烷，以及少量的硫化氫、二氧化碳、氮、水氣和一氧化碳及微量的稀有氣體。天然氣需要先經過脫硫，后主要經過天然氣轉化、合成、精餾三個主過程后，生成甲醇。

資料來源：公開資料，RMC氫連

③焦爐氣制甲醇

焦爐氣是焦炭生產過程主要由中的副產品，氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等組成。焦爐氣通過脫硫，與氧氣氧化，壓縮后，CO與水蒸氣發生反應，生成粗甲醇，后精餾得到甲醇產品。

焦爐氣制甲醇生產成本低，與二氧化碳回收相相結合，能降低二氧化碳排放，提高能效。

資料來源：公開資料，RMC氫連

甲醇是重要的化工原料，在工業生產中的地位舉足輕重。隨著“雙碳”政策的逐步推進，降低甲醇生產過程中的碳排放，成為迫切需求。降碳需求催生了甲醇新的生產工藝，進而產生了綠色甲醇、低碳甲醇等概念。

2021年，IRENA發布的《創新前景：可再生甲醇》，根據原料來源和生產工藝對甲醇生產的碳排放強度進行了分類：綠色甲醇（可再生）、藍色甲醇（不可再生）、灰色甲醇（不可再生）、棕色甲醇（不可再生）。甲醇中氫（H）和碳（C）的來源均為可再生，就可以稱為綠色甲醇。

甲醇的顏色定義，資料來源：IRENA《創新前景：可再生甲醇》

我們在《綠色甲醇的定義與認證：生物甲醇、電制甲醇》中講過，綠色甲醇分為生物甲醇和電制甲醇。生物甲醇根據其生產工藝又可以分為生物質熱解氣化路線和生物質制沼氣（主要組成：甲烷）路線。電制甲醇中氫氣來源于可再生能源制氫，二氧化碳來自生物質能的碳捕集與封存（BECCS，bioenergy with carbon capture and storage）和直接空氣捕集（DAC，direct air capture）。

1、生物甲醇——生物質氣化制甲醇

生物質氣化制甲醇的核心環節主要包括生物質氣化和甲醇合成。生物質氣化技術是在一定熱力學條件下，將生物質固體原料轉化為混合氣體的熱分解方式，是生物質轉化為高質量合成氣最優前景的技術之一。

生物質氣化過程主要分為：1）氧化—放熱階段；2）干燥—吸熱階段；3）氣化—吸熱階段；4）熱解—吸熱階段。生物質氣化成氣體產物后，通過調整碳氫比，脫硫脫酸，在催化劑的作用下合成粗甲醇，后經過精餾生成甲醇產品。

資料來源：公開資料，RMC氫連

2、生物甲醇——生物質制沼氣合成甲醇

生物質制沼氣合成甲醇的過程核心在于生物質發酵。發酵后的沼氣制甲醇主要是基于天然氣制甲醇技術路線調節碳氫比，合成甲醇。

生物質制沼氣是有機棄物通過厭氧發酵產生的清潔燃氣（即生物質沼氣），其主要成分為甲烷及二氧化碳，還含有少量硫化氫、氧氣、氮氣等雜質。生物沼氣在催化重整后生成富氫適醇合成氣，壓縮后在催化劑下合成甲醇，精餾后制成綠色甲醇產品。

資料來源：公開資料，RMC氫連

3、電制甲醇——生物質能碳捕集封存合成甲醇

電制甲醇中氫氣來源于綠電電解水制氫，二氧化碳來自生物質能的二氧化碳捕集，稱為生物質能碳捕集封存合成甲醇。其中CO2來自如秸稈發電的生物質相關產業。

資料來源：公開資料，RMC氫連

4、電制甲醇——直接空氣捕集CO₂合成甲醇

氫氣來自綠電電解水制氫，二氧化碳來自直接空氣捕集。二氧化碳通過規模化降本。

資料來源：公開資料，RMC氫連

在綠色甲醇中，生物甲醇的原料，生物質受收儲半徑、商業模式等因素制約，規模化供應具有不可持續性。在綠色甲醇需求量不大的情況下，相比于電制甲醇，生物質制甲烷路線和生物質氣化路線成本優勢相對明顯，產業壁壘相對較低，示范應用相對成熟。

電制甲醇中，直接二氧化碳捕獲量尚不足萬噸，且相關的技術成熟度較低，液態、固態、電化學等吸附材料與變溫、變濕、變壓等工藝尚未成熟定型，中短期內難以供應規模化的綠色甲醇制備。

1992年5月9日，聯合國大會上通過《聯合國氣候變化框架公約》，其終極目標是將大氣溫室氣體濃度維持在一個穩定的水平，在該水平上人類活動對氣候系統的危險干擾不會發生，截至2016年6月，加入該公約的締約國共有197個。

2015年12月12日，197個國家在巴黎召開的締約方會議第二十一屆會議上通過了《巴黎協定》。協定在一年內便生效，旨在大幅減少全球溫室氣體排放，將本世紀全球氣溫升幅限制在2℃以內，同時尋求將氣溫升幅進一步限制在1.5℃以內的措施。

全球約90%的貿易量依賴航運。航運每天需使用400萬桶石油，相當于全球石油產量的4%，或相當于沙特阿拉伯石油日產量的三分之一。國際海事組織（IMO）的數據顯示，2020年航運業的二氧化碳排放量達7.96億噸。另一份報告指出，航運業的二氧化碳排放量由2012年的9.62億噸增至2018年的10.56億噸，在全球二氧化碳排放量中所占的份額從2012年的2.76%升至2018年的2.89%。因此航運業碳減排迫在眉睫。

中國是《聯合國氣候變化框架公約》及其《巴黎協定》的締約國。2020年9月22日，我國政府在第七十五屆聯合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”

我國“十四五”規劃明確指出，落實2030年應對氣候變化國家自主貢獻目標，制定2030年前碳排放達峰行動方案。錨定努力爭取2060年前實現碳中和，采取更加有力的政策和措施。

目前國內甲醇的生產工藝原料依然為以煤炭等為代表的化石燃料，其在能源和化工原料供應方面發揮著重要作用，但這一過程也伴隨著一些環保方面的挑戰和影響。

傳統的以化石燃料為原料的甲醇生產方式，由于其相對較高的碳排放，將面臨越來越大的環境壓力和政策限制。為了減少碳排放，政府已經開始對化石燃料制甲醇的產能擴張實施更為嚴格的控制。國家發展和改革委員會（發改委）等關鍵政府部門多次發布指導性文件，明確提出了推動產業向低碳、綠色方向調整的政策措施。

近年來在國內甲醇生產工藝及化石化工行業相關政策及環保要求下，傳統的煤制甲醇產能占比正在逐步縮減。