綠色甲醇作為一種重要的化工原料和燃料，由可再生的二氧化碳和清潔的氫氣制取而成，其全生命周期可實現(xiàn)凈零排放，成為甲醇產(chǎn)業(yè)深度脫碳、轉(zhuǎn)型和升級的首選，引起全球的關(guān)注。本文就綠色甲醇的制備工藝及現(xiàn)有國內(nèi)外項目信息進行摸底調(diào)研。

01

綠色甲醇制備工藝

甲醇按照制備方式不同可以分為傳統(tǒng)化工制甲醇和綠色甲醇，傳統(tǒng)化工制甲醇又可以分為煤制甲醇和天然氣制甲醇，綠色甲醇又可以分為電制甲醇和生物甲醇。

甲醇的主要生產(chǎn)路線

1.1  傳統(tǒng)醇制備工藝

（1）煤制甲醇工藝

煤制甲醇是以煤為原料生產(chǎn)甲醇的技術(shù)，煤與來自空氣中的氧氣在氣化爐內(nèi)制得高CO含量的粗煤氣，按照一定碳氫比加入H2，經(jīng)凈化工序?qū)⒍嘤嗟腃O2和硫化物脫除后得到甲醇合成氣，再經(jīng)過壓縮、合成等工序制得含水粗甲醇，經(jīng)過精餾工序精制得到產(chǎn)品甲醇。

煤制甲醇工藝流程圖

（2）天然氣制甲醇工藝

天然氣制甲醇是以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇的技術(shù)，有蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽轉(zhuǎn)化法應(yīng)用得最廣泛，它是在管式爐中常壓或加壓下進行的。由于反應(yīng)吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉(zhuǎn)化溫度，一般是在管間燃燒某種燃燒氣態(tài)來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉(zhuǎn)化氣的熱量制取。

天然氣制甲醇流程圖

1.2  綠色甲醇制備工藝

1.2.1  綠電制甲醇制備工藝

綠電制甲醇工藝包括電解水制氫后催化合成甲醇、電解水和二氧化碳制合成氣后催化合成甲醇、由水和二氧化碳直接電催化合成甲醇。電解水制氫后催化合成甲醇是使用可再生電力通過電解水工藝制氫，然后與CO2催化反應(yīng)形成綠色甲醇，這是最簡單也最成熟的方法。電解水和二氧化碳制合成氣后催化合成甲醇的方法是通過電解生產(chǎn)合成氣(CO和H2兩種成分)，然后根據(jù)傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)方式將合成氣轉(zhuǎn)化為綠色甲醇，這種方法可以實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)化效率。CO2和水直接轉(zhuǎn)化為甲醇的方法由于實驗室規(guī)模的效率和產(chǎn)量有限的原因，尚處于研究階段。

三種綠電制甲醇工藝

1.2.2  生物質(zhì)甲醇制備工藝

（1）生物甲烷制甲醇

生物甲烷路線是以畜禽糞便、城市垃圾為原料，通過厭氧發(fā)酵獲得沼氣（其中甲烷含量在50%左右），在沼氣應(yīng)用于重整器材料之前，需要對其進行預(yù)處理，使質(zhì)量與石油天然氣相同，然后再走天然氣合成甲醇路線得到綠色甲醇，其中沼氣成本是影響綠色甲醇成本的最主要因素。

生物甲烷制甲醇工藝流程圖

（2）生物質(zhì)氣化制甲醇

生物質(zhì)氣化路線是用農(nóng)林固體廢棄物經(jīng)氣化工藝熱解為合成氣再進行甲醇合成。其技術(shù)原理與煤氣化產(chǎn)甲醇路線相近，最大的區(qū)別是原料為生物質(zhì)，在理化性能上與煤炭有一定差異。生物質(zhì)氣化制甲醇工藝包括原料預(yù)處理、氣化、氣體調(diào)節(jié)和清潔等步驟。原料預(yù)處理是對原料送入氣化爐之前以某種方式進行均化處理；氣化是在氣化爐內(nèi)進行，氣化爐是原料轉(zhuǎn)化至合成氣(包括各種雜質(zhì))的高溫轉(zhuǎn)化器，其中反應(yīng)所需的熱能通常由一部分純氧原料提供，也可以通過某種熱交換間接提供，氣熱解為合成氣后的主要成分為CO、CO2、H2，要求纖維素碳氫比為1:2，甲醇碳氫比為1:4；氣化步驟結(jié)束后，未經(jīng)處理的粗制合成氣需要進行清潔和調(diào)節(jié)以達到甲醇合成供應(yīng)商規(guī)定的質(zhì)量水平。

國內(nèi)一些科研機構(gòu)與技術(shù)公司已在原料適應(yīng)性方面做了加壓固定床、加壓循環(huán)流化床等方面的工業(yè)化嘗試，取得一定經(jīng)驗。短期來看，生物質(zhì)氣化路線具有成本較低、原料來源豐富，容易大型化的優(yōu)點，國外已有這條路線的工業(yè)化裝置，利用生物質(zhì)和廢棄物氣化生產(chǎn)綠色甲醇也是我國大多數(shù)地區(qū)最為經(jīng)濟的途徑，但在國內(nèi)尚沒有成功案例。

生物質(zhì)氣化制甲醇工藝流程圖

1.2.3  生物質(zhì)甲醇制備工藝

（1）生物質(zhì)氣化與電制甲醇聯(lián)合工藝

生物質(zhì)制甲醇由于氣化反應(yīng)的吸熱特性(耗能)，氣化爐中會產(chǎn)生CO。同時，甲醇合成的最佳H2/CO比接近2，而這些原料生產(chǎn)的合成氣混合物中H?/CO含量較低，為了調(diào)節(jié)這一比例，合成氣中的部分CO通過WGS（水煤氣變換）與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H2，這一過程同樣會產(chǎn)生過量的CO2，因此生物質(zhì)制甲醇的表觀轉(zhuǎn)化率會降低(Reschetilowski，2013 年)。這種方案的整體碳效率約為50%，意味著原料中只有約50% 的碳最終轉(zhuǎn)化為甲醇，剩余部分CO?沒有得到充分的利用。

因此，為了提高碳利用率可以通過剩余的CO2與其他來源的氫氣發(fā)生反應(yīng)，從而生產(chǎn)更多的甲醇，可以通過結(jié)合生物甲醇方案和部分綠色甲醇方案的混合工藝實現(xiàn)，在這一工藝中，生物質(zhì)中約100%的碳最終以甲醇產(chǎn)物中的碳形式存在，所需氫氣由使用可再生能源的電解水提供。整個過程分為兩部，第一步是注入氫氣以使H2/CO比大約為2，從而免除對于WGS（水煤氣變換）反應(yīng)的需求；第二步是注入足夠的H2，與剩余的CO2發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。

以生物質(zhì)或城市固體廢物 (MSW) 為原料

聯(lián)合生產(chǎn)甲醇

（2）生物甲烷與電制甲醇聯(lián)合工藝

沼氣預(yù)處理過程種會產(chǎn)生CO2，則需要更多H2與CO2合成甲醇，進一步減少該工藝碳排放的方法是使用可再生能源電力加熱重整爐，Haldor Topsoe 正在開發(fā)的工藝便是如此。2020年末，柏斯托(Perstorp)宣布在瑞典斯泰農(nóng)松德市(Stenungsund)的 Project AIR 下建立使用這一技術(shù)的甲醇工廠，該工廠旨在替代 20 萬噸的化石基甲醇，并計劃從2025年開始生產(chǎn)可再生甲醇(Perstorp，2020年)。原料中的所有碳最終幾乎都能夠以甲醇產(chǎn)品中的碳形式存在，從而大幅提高給定數(shù)量沼氣的產(chǎn)能。從碳利用的角度來看，相比當(dāng)前沼氣應(yīng)用于發(fā)電和供熱或以生物甲烷形式作為車輛燃料的使用效率更高。

以沼氣為原料進行生物甲醇和綠色甲醇聯(lián)產(chǎn)

1.3  綠色甲醇技術(shù)路線對比

綠色甲醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中，生物質(zhì)氣化路線（生物甲烷和生物質(zhì)氣化路線）的技術(shù)相對成熟、項目開發(fā)周期較短，可作為前期技術(shù)路線。電解水路線作為中遠期技術(shù)路線具有較好前景，降本空間大。生物甲醇具有成本優(yōu)勢，收集規(guī)模及穩(wěn)定性需規(guī)范化發(fā)展，市場潛力巨大。

02

國外綠醇制造情況

2.1  國外綠醇項目

國際組織甲醇協(xié)會（Methanol Institute, MI）與芬蘭公司GENA Solutions Oy合作，統(tǒng)計了全球各國的甲醇項目。根據(jù)該數(shù)據(jù)來源，截至2024年6月27日，除中國外的全球甲醇項目共有102個，累計產(chǎn)能13,269,500噸/年。

按照所在國家劃分，從項目數(shù)量的角度來看，西班牙、丹麥、美國、德國、瑞典是海外國家中項目數(shù)量最多的5個國家，數(shù)據(jù)依次為13、10、10、9、9。

從項目產(chǎn)能的角度來看，美國、西班牙、澳大利亞、荷蘭、印度是海外甲醇項目規(guī)劃產(chǎn)能最多的5個國家，產(chǎn)能數(shù)據(jù)依次為每年289.9萬噸、120萬噸、91.8萬噸、89.9萬噸、82.9萬噸，所占百分比依次為22%、9%、7%、7%、6%。

從生產(chǎn)甲醇的類別來看，生產(chǎn)電制甲醇的項目有64個，生產(chǎn)生物質(zhì)甲醇的項目有38個；電制甲醇的規(guī)劃產(chǎn)能為801.25萬噸/年，生物質(zhì)甲醇的規(guī)劃產(chǎn)能為525.7萬噸/年，兩類甲醇所占的百分比分別為60.4%、39.6%。

從項目所處階段來看，公布或可研階段的項目有73個，規(guī)劃中的項目有13個，建造中的項目有5個，運營中的項目有11個，四類階段對應(yīng)的規(guī)劃產(chǎn)能及百分比如下。

2.2  代表性企業(yè)

企業(yè)方面，參與上述項目的企業(yè)按總計產(chǎn)能排在前五的分別是HIF Global（248.5萬噸/年），OCI Global（100萬噸/年），ReNew Energy Global（80萬噸/年），ABEL Energy（60萬噸/年），Orsted（50.5萬噸），分別參與了5、4、2、2、4個項目。

（1）HIF Global

HIF Global，全名Highly Innovative Fuels Global。該公司于2016年創(chuàng)立，并得到了德國汽車制造商保時捷的支持，目前已成為世界領(lǐng)先的電子燃料（eFuels）企業(yè)，并在美國、智利、澳大利亞、德國都開設(shè)了辦公點及工廠，與西門子、莊信萬豐、出光興產(chǎn)等多家企業(yè)都建立了合作關(guān)系。其目標是成為全球最大的電子燃料制造商，到2035年日供應(yīng)15萬桶電子燃料。

HIF Global參與的綠醇項目如下：

（2）OCI Global

OCI Global是全球氮氣、甲醇和氫氣領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，是世界第三大氮肥制造商、第五大甲醇制造商，也是目前旗下運營中的綠醇工廠產(chǎn)能最高的企業(yè)。其總部位于荷蘭，已在美國、英國、阿聯(lián)酋、埃及、阿爾及利亞等國開設(shè)了辦公點及工廠。OCI Global也是全球船運巨頭馬士基的合作伙伴，為公司第一艘綠色甲醇燃料船舶的首航提供綠色生物甲醇。

OCI Global參與的綠醇項目如下：

（3）ReNew Energy Global

ReNew Energy Global是印度首家在納斯達克上市的綠色能源企業(yè)。該公司于2011年成立，并在當(dāng)年9月得到了高盛的注資，對印度的光伏、綠色氫基能源等產(chǎn)業(yè)都有參與，并成為了2023年全球獨角獸企業(yè)500強之一，與多家亞洲公司進行了合作，包括日本電力公司JERA、思拓新能源（Sol-bright）、馬來西亞Gentari等。

ReNew Energy Global參與的綠醇項目如下：

（4）ABEL Energy

ABEL Energy是澳大利亞主要的綠氫綠醇制造商和出口商。該公司于2020年成立，旗下工廠集中在大洋洲國家，目前已與墨爾本港、馬士基、Svitzer等簽署了諒解備忘錄，并與莊信萬豐、蒂森克虜伯進行了合作。

ABEL Energy參與的綠醇項目如下：

（5）Orsted

Orsted總部位于丹麥，前身為丹麥石油與天然氣公司，并于哥本哈根證券交易所掛牌上市，是丹麥最大的能源公司，也是全球最大的海上風(fēng)電開發(fā)商。該公司先后與英國BP公司、航運公司馬士基、微軟公司、越南計劃和投資部等進行了合作，其88%的能源來自可再生能源。

Orsted參與的綠醇項目如下：

03

國內(nèi)綠醇制造情況

3.1  國內(nèi)綠醇項目

在2023年航運業(yè)給綠色甲醇帶來了新的需求后，國內(nèi)的綠醇項目呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。截至2024年6月21日，已有109個綠醇項目，累計產(chǎn)能50,373,600噸/年。

按照項目所在地劃分，從項目數(shù)量的角度來看，北方地區(qū)的項目較多，各省份中數(shù)量排名前五的依次為內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東，具體數(shù)據(jù)分別為30、19、15、8、6。

從項目產(chǎn)能的角度來看，北方省份的規(guī)劃產(chǎn)能同樣排在前列，產(chǎn)能最多的五個省份依次為內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、湖北、黑龍江，其規(guī)劃產(chǎn)能及百分比分別為1602.17萬噸（32%）、1409萬噸（28%）、733.7萬噸（15%）、300萬噸（6%）、250萬噸（5%）。

從生產(chǎn)甲醇的類別來看，生產(chǎn)電制甲醇的項目有46個，生產(chǎn)生物質(zhì)甲醇的項目有51個；電制甲醇的規(guī)劃產(chǎn)能為3220.77萬噸/年，生物質(zhì)甲醇的規(guī)劃產(chǎn)能為1726.59萬噸/年，兩類甲醇所占的百分比分別為63.9%、34.3%。我國生物質(zhì)資源較全球其他國家有一定優(yōu)勢，生物質(zhì)甲醇生產(chǎn)項目也相應(yīng)較多。盡管如此，我國風(fēng)光能源的利用則更勝一籌，從規(guī)劃產(chǎn)能的角度來看，電制甲醇的規(guī)劃產(chǎn)能要遠大于生物質(zhì)甲醇。除此之外，另有12個項目暫未公布將用的制造工藝，這12個項目僅處于公布階段，共有90萬噸/年的產(chǎn)能。

從項目所處階段來看，我國絕大多數(shù)的項目尚處在早期階段，已在運營中的只有行業(yè)發(fā)展初期開始的示范項目。具體為，公布或可研階段的項目有88個，規(guī)劃中的項目有10個，建造中的項目有9個，運營中的項目有2個，四類階段對應(yīng)的規(guī)劃產(chǎn)能及百分比如下。

3.2  代表性企業(yè)

企業(yè)方面，參與上述項目的企業(yè)按總計產(chǎn)能靠前的分別是中民（遼寧）實業(yè)集團（1300萬噸/年）、運達股份（750萬噸/年）、吉道能源（270萬噸/年）、中能建（249萬噸/年）、國電投（235萬噸/年），分別參與了4、3、3、8、9個項目，大部分項目都處于公布或可研的早期階段。具體參與項目信息如下：

由上述數(shù)據(jù)可見，我國仍處于綠醇產(chǎn)業(yè)的早期階段，絕大部分項目仍處于公布或可研階段，相應(yīng)的產(chǎn)能也只是一個大概的數(shù)字。無論是國有還是民營企業(yè)，目前雖準備了已備案的項目，但正處于觀望的態(tài)度，相信綠醇產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性一旦被證實，商業(yè)化模式被探索出來，中國的龐大綠醇產(chǎn)能也會很快落地。

       原文標題 : 國內(nèi)外綠醇項目大摸底：TOP6國家都有誰