绿氢革命的经济算盘：如何通过绿色甲醇和绿氨降低能源成本

绿氢革命的经济算盘：如何通过绿色甲醇和绿氨降低能源成本

在全球能源格局深刻变革的当下，可持续发展成为各国共同追求的目标。随着生态保护及限制等相关法规政策的出台与实践，传统化工和清洁能源配套方案备受推崇，氢基绿色化工逐渐成为化工产业的重要转向。其中，绿色甲醇和绿氨以其独特的经济优势，在未来能源领域展现出广阔的发展前景。

能源转型背景下的绿色甲醇与绿氨

我国能源资源禀赋呈现 “富煤、贫油、少气” 的特点，在油、气领域对外依存度高。同时，随着 “双碳” 目标的提出，全球对降低碳排放、实现能源绿色转型的需求日益迫切。航运业作为重要的能源消耗领域，也面临着巨大的减排压力。国际海洋组织设定了航海运输业在 2008 年基准基础上，到 2030 年碳排放力下降至少 20%，直至 2050 年前后实现温室气体净零排放的宏大目标。这促使船舶燃料从燃油逐步转向使用甲醇、氨等环保型燃料。

绿色甲醇和绿氨作为可再生能源电力与绿氢消纳的重要载体，其需求保持旺盛势头。它们不仅能推动可再生能源的有效利用，还能为化工产业转型提供新方向。绿色甲醇可由生物质或绿氢与可再生二氧化碳制取，绿氨则主要通过绿氢合成，在生产过程中几乎不产生二氧化碳，具有巨大的减排潜力。

绿色甲醇的经济优势分析

市场需求与潜力

我国 2023 年甲醇消费量高达 9757.7 万吨，如此庞大的消费量凸显了甲醇在我国能源和化工领域的重要地位。若绿色甲醇成功替代传统甲醇的比例达到 30%，理论上能带动 556.2 万吨的绿氢消耗。这一数字不仅展示了绿色甲醇在绿氢消纳方面的巨大潜力，也为我国实现能源转型提供了有力的支撑。

目前，绿色甲醇的主要客户是马士基集团。作为全球航运巨头，马士基集团对绿色甲醇的需求不断增长。2023 年下半年开始投入运行的首艘适用于绿色甲醇的船舶全年共消耗了 1 万吨的绿色甲醇。随着该集团计划于 2025 年完成 18 艘大型甲醇船舶的交付工作，预期 2025 年后每年将会需要接近 75 万吨的绿色甲醇。到了 2030 年，其甲醇的需求量可能会飙升至惊人的 500 万吨，而到 2040 年，甚至有可能突破两千万吨。如此旺盛的需求促使越来越多的绿色甲醇项目落地实施，进一步推动了绿氢的有效利用。马士基集团的行动不仅为绿色甲醇的市场需求提供了有力的保障，也为其他航运企业树立了榜样，推动了整个航运业向绿色燃料的转型。

制取技术与成本

生物质制取绿色甲醇

生物质制取绿色甲醇有多种技术途径，为绿色甲醇的生产提供了丰富的选择。其中，直接燃烧秸秆等生物质来获取所需的碳源，然后再结合绿氢生产甲醇，是一种较为直接的方法。这种方法利用了丰富的生物质资源，将其转化为甲醇所需的碳源，再与绿氢结合，实现了绿色甲醇的生产。

另一种途径是利用秸秆等生物质，先经过气化反应生成 CO 和微量 H2，接着引入绿氢来调节碳氢化合物的比例，进而制备甲醇。这种方法通过气化反应，将生物质转化为合成气，再通过调节碳氢化合物的比例，实现了绿色甲醇的制备。这种方法在一定程度上提高了生物质的利用效率，为绿色甲醇的生产提供了新的思路。

还有一种观点认为，首先将生物质气化为 CO2，然后再与绿氢联合用于甲醇的制造也不失为一条可行的路径。这种方法将生物质完全气化为 CO2，再与绿氢结合，实现了绿色甲醇的生产。这种方法在理论上具有一定的可行性，但在实际应用中还需要解决一些技术难题。

目前我国在生物质气化技术上还存在气化效率低下、合成气热值偏低、焦油含量偏高等问题。这些问题不仅影响了生物质制取绿色甲醇的效率和质量，也增加了生产成本。然而，各大专院校和科研机构正在积极研发解决这些问题。通过不断改进气化技术，提高气化效率，降低焦油含量，提高合成气热值，为生物质制取绿色甲醇提供更好的技术支持。

生物质原料成本占据生物质制取绿色甲醇生产成本的 70%，这一比例凸显了生物质原料成本对绿色甲醇生产成本的重要影响。因此，有效控制这部分成本是实现与煤化工竞争的关键。为了降低生物质原料成本，可以采取多种措施。例如，加强生物质资源的收集和管理，提高生物质资源的利用效率；开发新的生物质资源，扩大生物质原料的来源；优化生物质制取绿色甲醇的工艺流程，降低生产成本。

电制甲醇

电制甲醇成本目前较高，但随着碳排放交易制度的完善，其成本优势逐渐显现。以煤炭制造甲醇的过程中碳排放数值高，会产生高额碳税。相比之下，使用绿色甲醇所产生的成本仅为 0.2 元 / 千瓦时。随着碳税额度的增加，绿色甲醇在成本方面的竞争力将显著提高。

电制甲醇是一种利用可再生能源电力将二氧化碳和水转化为甲醇的技术。这种技术在生产过程中几乎不产生二氧化碳，具有很高的环保性。然而，目前电制甲醇的成本较高，主要原因是可再生能源电力的成本较高。随着可再生能源技术的不断发展和成本的不断降低，电制甲醇的成本也将逐渐降低。

碳排放交易制度的完善也为电制甲醇的发展提供了机遇。在碳排放交易制度下，高碳排放的企业需要购买碳排放配额，而低碳排放的企业则可以出售碳排放配额。电制甲醇作为一种低碳排放的技术，将在碳排放交易市场中具有一定的优势。随着碳税额度的增加，煤炭制造甲醇的成本将不断上升，而电制甲醇的成本优势将逐渐显现。

航运领域的应用与优势

绿色甲醇作为船用燃料的首选，短期内会受到碳税的影响，有望迎来红利期。航运业面临的脱碳压力推动甲醇船需求增加，现有的基础设施条件也支撑了绿色燃料的率先使用。在国际层面，高温碳关税以及碳成本使得绿色甲醇在海外市场具有明显的绿色溢价优势，吸引众多清洁能源企业效仿早期绿电出海战略。

航运业作为全球贸易的重要支撑，对燃料的需求巨大。随着全球对碳排放的限制越来越严格，航运业也面临着巨大的脱碳压力。绿色甲醇作为一种清洁、高效的燃料，成为了船用燃料的首选之一。短期内，碳税的实施将对传统燃料产生巨大的成本压力，而绿色甲醇作为一种低碳排放的燃料，将受到碳税的影响较小。这将使得绿色甲醇在航运领域具有明显的成本优势，有望迎来红利期。

现有的港口和燃料基础设施已经能够顺利应用于绿色甲醇的大量使用环境，这为绿色甲醇在航运领域的应用提供了便利。与其他新型燃料相比，绿色甲醇不需要大规模的基础设施建设，只需要对现有的港口和燃料基础设施进行一些改造和升级，就可以实现绿色甲醇的加注和使用。这将大大降低绿色甲醇在航运领域的应用成本，提高其竞争力。

在国际层面，高温碳关税以及碳成本使得绿色甲醇在海外市场具有明显的绿色溢价优势。这将吸引众多清洁能源企业效仿早期绿电出海战略，将绿色甲醇推向国际市场。随着全球对碳排放的限制越来越严格，绿色甲醇的绿色溢价优势将越来越明显，其在国际市场上的竞争力也将不断提高。

欧盟碳税政策使得甲醇船订单需求大幅攀升，绿色甲醇将在未来成为重要燃料来源。欧盟对绿色甲醇的碳源要求有所宽松，给我国能源输出带来积极影响。目前全球已有多个港口建设配备了甲醇存储设施和加注站点，为绿色甲醇的大规模应用提供了基础。

欧盟作为全球重要的经济体，其碳税政策对全球能源市场具有重要的影响。欧盟将航运业碳排放纳入碳交易市场，对 5000 吨及以上的商用船舶，碳排放总量按欧盟外港口至欧盟港口航行碳排放的 50%、欧盟港口间航行及停泊碳排放的 100% 进行核算，并于次年实收碳费用。这一政策使得甲醇船订单需求大幅攀升，绿色甲醇将在未来成为重要燃料来源。

欧盟对绿色甲醇的碳源要求有所宽松，这给我国能源输出带来了积极影响。我国可以利用这一政策机遇，加大对绿色甲醇的生产和出口力度，提高我国在全球能源市场上的竞争力。

目前全球已有多个港口建设配备了甲醇存储设施和加注站点，这为绿色甲醇的大规模应用提供了基础。随着绿色甲醇需求的不断增长，越来越多的港口将建设配备甲醇存储设施和加注站点，这将进一步推动绿色甲醇在航运领域的应用。

绿氨的经济优势分析

市场需求与潜力

全球氨供应相对集中，中国是合成氨生产大国和进口大国。随着化肥效能提升，农业领域用氨比重将下降，而工业用氨有望在 2035 年迎来高峰期，储能用氨也将在 2030 年之后快速发展。目前全球 98% 的氨产量由化石能源制取，碳排放量高，中国合成氨行业绿色低碳转型刻不容缓。

制取技术与成本

化石能源制氨与绿氢制氨对比

采用煤炭制氨或天然气制氨的生产过程中，每吨产品的二氧化碳排放量较高，而绿氢制氨在生产过程中几乎不产生二氧化碳。在综合考虑绿电价格下降及碳价波动双重因素的情况下，绿氢制氨具有明显的成本优势。例如，在欧洲碳税标准下，煤制氨成本攀升，绿氢制氨展现出成本优势。

绿氨在火电掺烧及氢气储运介质方面的价值

在中国，国家发改委要求改造后的燃煤发电机组具备掺烧 10% 以上绿氨的能力，并印发了《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027 年）》，为氨氢能源发展带来机遇与挑战。虽然燃煤掺烧氨发电技术已得到验证，但规模化商业化运营仍需时间。

未来发展趋势与应用场景

世界各国积极调整合成氨发展策略，从农业领域转向能源领域开发利用。绿氨的应用场景广泛，尤其在火电掺烧以及作为氢气储运介质方面具有重要价值。国外许多公司布局绿色氨项目，预期交通领域远洋船舶动力燃料、电力行业掺氨发电以及氢气储运介质等将成为新的应用场景。日本和韩国在氨燃料应用研究方面取得突破，欧洲在氨燃料发动机研发方面处于领先地位。

绿色甲醇与绿氨的竞争与合作

绿色甲醇在短期内商业化应用步伐较快，主要得益于航运业对绿色燃料的需求增长和欧盟标准定义及项目布局的先发优势。目前甲醇发动机技术相对成熟，而氨发动机技术仍在研发阶段。但从长远来看，氨的战略价值更为突出，因为其燃烧过程中不会产生二氧化碳。

欧盟的碳排放收费和国际海事组织的航行权限规则将改变全球航运市场，船用燃料向低碳燃料发展。生物柴油是现有传统燃油船舶经济性最佳的低碳解决方案，在一定时期内保有竞争力。LNG 适合作为过渡船用燃料，生物 LNG 可能异军突起。绿色甲醇和绿氨成本较高，被视为远期脱碳方案之一，但近期绿色甲醇已成为航运业热门替代燃料。

中国能源企业的发展策略

中国能源企业应协同地方政府建立废弃油脂收储企业白名单，收购或参股生物柴油企业，建立多套装置。同时积极开拓海外生物资源市场，形成产销一体化业务。在掌握收储体系后，还可生产生物航煤。

中国能源企业可选取有 LNG 加注设施和一定规模供应的沼气企业作为商业试点，推进生物 LNG 认证与加注，实现绿色溢价。未来还可参股、投资沼气企业，建设大型沼气制 LNG 工程，推进建立国际标准体系。

中国能源企业可重点关注原料丰富区域，与地方政府合作处理秸秆等，争取风能和太阳能指标生产低价绿氢，就地一体化耦合生产生物甲醇，并争取享受优惠政策。

中国能源企业可协助政府和行业机构争取将工业排放二氧化碳为原料的甲醇认定为 “绿色” 或 “低碳” 甲醇，确保产品绿色溢价能力。

中国能源企业应围绕传统氨生产和绿氢交叉地区，开展 “氢 — 氨” 一体化项目布局，建设绿氨示范工程。如果氢源问题突出，可争取专项电价政策生产绿氢。同时与国际船东合作开展绿氨加注和氨动力船试航行，引领行业标准应用落地。

绿色甲醇和绿氨作为未来的能源载体，具有显著的经济优势。在全球能源转型的大背景下，它们为可再生能源电力与绿氢消纳提供了有效途径，推动了化工产业和航运业的绿色发展。虽然目前仍面临一些技术和成本上的挑战，但随着技术的不断进步和政策的支持，其发展前景广阔。中国能源企业应抓住机遇，因地制宜利用生物资源，打通氢能利用网络，加快布局绿色甲醇和绿氨项目，为实现我国能源绿色转型和可持续发展做出贡献。同时，国际社会也应加强合作，共同推动绿色甲醇和绿氨的标准化和规模化应用，为全球应对气候变化和和实现能源可持续发展贡献力量。