綠醇經(jīng)濟(jì)”推動(dòng)氫基能源迎千億市場(chǎng)
來(lái)源：原創(chuàng) 2023-11-24
“甲醇經(jīng)濟(jì)”最早是出現(xiàn)在2006年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、著名有機(jī)化學(xué)家喬治·奧拉編著的《跨越油氣時(shí)代——甲醇經(jīng)濟(jì)》一書(shū)中。
以一種清晰易懂的方式論述了利用甲醇作為當(dāng)前日益短缺的礦物燃料的可行性替代品的問(wèn)題。
近日，馬士基與金風(fēng)科技簽訂航運(yùn)業(yè)超大綠色甲醇訂單，在這份商業(yè)可行、年產(chǎn)50萬(wàn)噸的長(zhǎng)期綠色甲醇采購(gòu)協(xié)議中，支持首批12艘大型甲醇雙動(dòng)力船舶實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)營(yíng)。
協(xié)議中的甲醇產(chǎn)量包括綠色生物質(zhì)甲醇和電制甲醇，并將全部利用風(fēng)能進(jìn)行生產(chǎn)。
預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)首產(chǎn)。該協(xié)議是全球航運(yùn)業(yè)首個(gè)大規(guī)模綠色甲醇采購(gòu)協(xié)議，有效期將持續(xù)至2030年后。
今年甲醇多次以大宗、超大宗化工原料交易強(qiáng)勢(shì)占據(jù)C位，憑借脫碳春風(fēng)，綠色甲醇今年再度拿下航運(yùn)脫碳訂單。
氫基能源正成為減少碳排放和應(yīng)對(duì)氣候變化的重要策略之一，綠色甲醇、綠色航煤的千億市場(chǎng)正在爆發(fā)。
無(wú)冕之王
甲醇經(jīng)濟(jì)不能孤立來(lái)看，作為氫能“朋友圈”中常年霸榜的存在，綠色甲醇被視為氫基能源的最佳實(shí)現(xiàn)方案。
氫基能源是一種以氫氣作為主要能源載體的能源形式，具有廣泛的應(yīng)用前景和環(huán)境友好的特點(diǎn)。
吉電股份董事長(zhǎng)才延福曾表示，氫基綠色能源可破解氫能儲(chǔ)運(yùn)難題，拓寬氫能應(yīng)用場(chǎng)景，快速擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模；還能夠全面繼承氫能綠色屬性，成為化工、電力、航海、航空等領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。
在國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中明確要求，在2030年非化石能源的使用比例要達(dá)到25%，積極擴(kuò)大包括氫能在內(nèi)的清潔能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用。
作為結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的一元醇，甲醇（CH3OH）有著“清潔的煤”，“廉價(jià)的油”、“移動(dòng)的電”、“液體的氫”多重身份。
同LNG等其他未來(lái)燃料一樣，甲醇的排放遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的重質(zhì)燃油，消除了大量有害的硫氧化物、氮氧化物和顆粒物等排放物，在交通領(lǐng)域被視為絕佳的替代燃料。
常態(tài)下以液體的形式存在的甲醇，在存儲(chǔ)、運(yùn)輸上更接近當(dāng)下的主流能源——汽油，天然的優(yōu)勢(shì)使其比氫能的存儲(chǔ)運(yùn)輸更為便宜和安全。
在實(shí)際應(yīng)用上，甲醇適用于不同種類(lèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和燃料電池，搭載上渦輪增壓器實(shí)現(xiàn)效率提升，它可謂是船東和運(yùn)營(yíng)商的高性?xún)r(jià)比之選。
此外，甲醇沒(méi)有腐蝕性，這也彌補(bǔ)了燃料儲(chǔ)罐和其他船舶組件隨著時(shí)間推移而受損的風(fēng)險(xiǎn)。
但由于燃燒時(shí)產(chǎn)生的少量二氧化碳，相比于氫能的“零碳排放”，甲醇路線也被認(rèn)為是一條“不徹底革命”的路線。
即使如此，甲醇也依然被業(yè)界認(rèn)為最有望打破能源不可能三角理論。
在能源領(lǐng)域有一個(gè)“能源不可能三角”理論，指的是一種能源無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足清潔環(huán)保、使用安全、價(jià)格低廉三種條件。
氫氣運(yùn)輸成本為32.2~64.3CNY/(GJ·100km)、甲醇的運(yùn)輸成本則為1.49~2.72CNY/(GJ·100km)。
而澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)及清潔能源研究院院長(zhǎng)劉科也曾表示，在氫能使用成本方面，甲醇制氫的成本在理想情況下可低至15元/公斤，而國(guó)際上最低的綜合用氫成本高達(dá)66.4元/公斤。
即制即用
11月15日，在第25屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)上，陽(yáng)氫集團(tuán)隆重發(fā)布全球首臺(tái)套日產(chǎn)氫能力600kg的模塊化甲醇制氫系統(tǒng)MHU－600，聯(lián)合捷氫科技共同發(fā)布全球首臺(tái)套百千瓦級(jí)甲醇?xì)淠馨l(fā)電系統(tǒng)MHPU－100，攜手臺(tái)鈴科技宣布?xì)淠軆奢嗆?chē)陽(yáng)氫H1正式批量生產(chǎn)并交付客戶(hù)。
綠色甲醇——理想儲(chǔ)能方式。
煤制氫、天然氣制氫、可再生能源制氫、電解水制氫以及甲醇制氫等眾多技術(shù)路線比起來(lái)，甲醇制氫并非最優(yōu)解，但從安全性、實(shí)用性角度出發(fā)，即制即用、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的低損耗率似乎更為誘人一點(diǎn)。
甲醇與水重整制氫后，通過(guò)燃料電池發(fā)電，在車(chē)用場(chǎng)景下更為安全，且對(duì)現(xiàn)有燃料加氫站的利用度更高。
對(duì)此，中科院大連化學(xué)物理研究所張家港產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)韓滌非表示，利用甲醇儲(chǔ)運(yùn)的便捷性，可在氫能應(yīng)用端開(kāi)發(fā)建設(shè)加氫站，并在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需求制氫，且氫氣制備成本不高，終端應(yīng)用，加氫價(jià)格低于35元/公斤，可有效打通可再生能源大規(guī)模電解水制氫、甲醇合成儲(chǔ)運(yùn)及現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫站等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
“甲醇儲(chǔ)運(yùn)和汽油儲(chǔ)運(yùn)成本幾乎持平，終端應(yīng)用的加氫價(jià)格也能真實(shí)反映出整個(gè)制、儲(chǔ)、運(yùn)、加環(huán)節(jié)的成本。”
甲醇制氫技術(shù)基于產(chǎn)能靈活可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)可在加氫站站內(nèi)制氫，現(xiàn)制現(xiàn)用，無(wú)需氫氣的大量運(yùn)輸和存貯，可降低用氫成本。
對(duì)于一個(gè)每日加氫量為500 kg的加氫站，則配備一套制氫規(guī)模為300 ~500 Nm3/h的裝備即可滿(mǎn)足要求。
甲醇制氫加氫一體站可以根據(jù)加氫量的需求，靈活調(diào)整產(chǎn)氫量，真正達(dá)到現(xiàn)制現(xiàn)用的效果。
據(jù)了解，一個(gè)傳統(tǒng)加油站，改造成甲醇加注站，所需成本僅數(shù)十萬(wàn)元。
廣東合即得能源科技有限公司董事長(zhǎng)向華強(qiáng)調(diào)，同常規(guī)的大規(guī)模制氫相比，甲醇制氫省去了氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，屬于微型制氫裝置，離消費(fèi)者最近，即制即用。
拉動(dòng)雙贏
我國(guó)是全球甲醇生產(chǎn)的第一大國(guó)。2022年我國(guó)甲醇產(chǎn)能達(dá)9947萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)8.84%；2022年我國(guó)甲醇產(chǎn)量達(dá)8306.58萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)6.27%，自給率達(dá)85%以上。
但國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力較弱，近年來(lái)我國(guó)甲醇產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，主要來(lái)源為煤炭，國(guó)內(nèi)煤制甲醇產(chǎn)量占比達(dá)到了86%，而全球范圍內(nèi)以天然氣制甲醇為主，占比約65%。
中國(guó)煤制甲醇行業(yè)長(zhǎng)期面臨著中東國(guó)家低價(jià)甲醇的沖擊，國(guó)內(nèi)煤制甲醇行業(yè)長(zhǎng)期面臨虧損，近年來(lái)烯烴制甲醇成為主流，但隨著烯烴需求的放緩，也收到一定影響。
綠氫耦合煤制甲醇將成為減少碳排放的有力選擇。2021年我國(guó)甲醇生產(chǎn)碳排約1.96億噸，占化工行業(yè)碳排放17.8%。引入綠氫可取代水煤氣變換工藝，降低CO2排放的同時(shí)，節(jié)省CO消耗進(jìn)而提高甲醇產(chǎn)量。
2020年，我國(guó)在蘭州建成了全球首套千噸級(jí)液態(tài)陽(yáng)光合成的規(guī)模化示范工程，并于2020年試車(chē)成功并完成成果鑒定。該工程利用風(fēng)光水電等可再生能源電力分解水制氫、耦合二氧化碳加氫合成甲醇。該工程預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn)約3萬(wàn)噸綠醇，相當(dāng)于減少約10萬(wàn)噸二氧化碳排放。
“綠氫-甲醇-綠氫”的模式，減少碳排放，帶動(dòng)綠氫需求，同時(shí)解決氫儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題，一舉多得。
氫能當(dāng)下在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)安全性、便攜性等方面發(fā)展不足，嚴(yán)重限制了其在居民生活、輪船航運(yùn)、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的發(fā)展。而作為氫能載體，甲醇比直接氫氣儲(chǔ)運(yùn)更具優(yōu)勢(shì)。
國(guó)際可再生能源屬（IRENA） 發(fā)布 《創(chuàng)新展望：可再生甲醇》 的研究報(bào)告，預(yù)計(jì)到2025年，全球甲醇年產(chǎn)量預(yù)計(jì)將從目前的1億噸增長(zhǎng)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。
隨著技術(shù)進(jìn)步，在合成氨、甲醇領(lǐng)域，綠氫替代空間將繼續(xù)擴(kuò)大，“綠氫-甲醇-綠氫”的模式將會(huì)進(jìn)一步加速碳中和，擴(kuò)大綠氫替代空間。
