《氢岛来信》对话开来资本王峰 | 绿色甲醇:山雨欲来风满楼
中部城市生活指南
2024-02-23 13:22:53
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原标题:《氢岛来信》对话开来资本王峰 | 绿色甲醇:山雨欲来风满楼

核心观点导读:

一、氢能是21世纪的“终极能源”,与化石能源相比,氢具有无与伦比的清洁安全及可再生能源属性,氢能无论是对保障国家能源安全还是助力实现低碳社会都提供了路径选择。

二、欧盟及国际海事组织(IMO)对碳排放的严苛政策导致了马士基、达飞等航运巨头企业对绿色燃料产生了迫切需求,这对带动全球范围内的氢产业链提前实现商业化提供了难得机遇,引发市场爆点。

三、中国“三北”地区丰富的风光资源及我国蓬勃发展的光伏和风电制造业为低成本绿电制氢提供了产业保障,发达的钢铁、化工产业富产的CO2以及丰富的生物质资源使制造绿色甲醇所必需的碳源唾手可得。

四、中科院李灿院士的“液态阳光新实践”全球第一条年产1000吨“H2与CO2”耦合生产低碳甲醇示范线为绿色低碳甲醇和“氢醇氨”大规模产业化提供了工艺路径和解决方案。

五、甲醇作为氢载体的储运便利性和12万座加油站为商用卡车等消费终端提供了接驳便利性。中国发达的国际贸易及航运大港为绿醇出海奠定了得天独厚的市场机会。

六、国家对央企的指令性计划使得央企在碳中和进程中更好地体现“央企担当”,特别是率先在绿色甲醇产业布局,为降低国家对进口能源的过度依赖,保障国家石油及电力能源安全提供了一条务实的路径。

七、中国齐全的工业门类和强大的制造能力为中国电解水制氢迅速降低成本走向全球市场提供了产业推动力,绿色甲醇将如同锂电池、高铁、光伏等行业一样领跑全球指日可待。

八、随着国家产业政策的调整完善和优化,特别是碳税金额的水涨船高和补贴方向的纠错,“央企主上游、民企竞下游”的产业图谱将喷薄而出。

2024年1月31日,国际巨头巴斯夫在官网宣布,巴斯夫旗下的巴斯夫工艺催化剂(BASF Process Catalysts)将提供SYNSPIRETM催化剂技术,与远景能源合作,加快将绿氢和二氧化碳转化为电制甲醇。实际上,仅2023年全国拟上绿醇绿氨项目就达80多个,绿色甲醇产业“山雨欲来风满楼”。为此,我国新兴“氢媒体”《氢岛来信》记者在专程采访了开来资本董事长王峰,就氢能产业链发展及绿色甲醇应用前景进行了分享。

《氢岛来信》记者:2024年2月7日,全球首个液态阳光技术大规模工业化示范项目开始招标,请王董介绍一下该项目的情况。

王峰:据《煤炭深加工现代煤化工》报道,2月7日,全球首个液态阳光技术大规模工业化示范项目发出招标公告。

该项目位于内蒙古鄂尔多斯,是新建10万吨/年液态阳光项目,主要包括新能源风光发电、电解水制储氢(包含电化学储能)、绿色甲醇合成等三部分。利用太阳能、风能等可再生能源绿电通过电解水生产绿氢,再与煤化工生产中产生的二氧化碳通过人工光合作用产生液态阳光燃料——"绿色甲醇"。项目的建设将打通液态阳光技术全流程,对推动我国可再生能源大规模制氢与煤化工产业融合发展、实现煤化工产业向零碳绿色化工转型、缓解国家能源安全问题都具有重大战略意义。

招标范围包括:液态阳光项目工程建设至竣工验收过程中按照要求派遣合格人员参与招标人统一组织的安全、质量、进度、费控、合同等五大过程控制管理,参与完成设计、采购、协调、信息、施工、资料档案、验收、风险等其他相关的项目管理工作。

早在2022年4月21日,中国中煤能源集团有限公司就与中科院大连化物所举行了“绿色氢能与液态阳光”合作协议云签约仪式。

三年前,2020年10月,由中国科学院大连化物所、兰州新区石化产业投资集团有限公司和华陆工程科技有限责任公司联合开发的千吨级液态太阳燃料合成(“液态阳光”)示范项目成功运行。液态阳光(二氧化碳加氢制甲醇技术)是指利用可再生能源如太阳能/风能/水能等发电,进而电解水产氢,用可再生能源产生的氢气与二氧化碳反应生成甲醇,从而把可再生能源的能量存储在液体燃料甲醇中,同时实现二氧化碳减排。该技术是煤制甲醇、合成氨等煤化工领域,以及火力发电、钢铁、水泥等行业二氧化碳减排的有效手段。

液态阳光由大化所李灿院士担纲研发,李灿院士曾任国际催化理事会主席、中科院大化所副所长、中科大化学与材料学院院长、大连市政协副主席、全国政协委员等职务。该项目发展了两项催化技术,电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇,集成创新了液态太阳燃料合成全流程工艺装置,具有完全自主知识产权,被中国石化联合会鉴定为国际领先水平。

此次中煤鄂能化公司拟投资建设的10万吨级示范装置,是该技术走向产业化的又一重要里程碑节点,将加快实现低密度不稳定的太阳能、风能转化为易储存运输的甲醇能源产品这一目标,对清洁能源发展、二氧化碳减排具有重要意义。

《氢岛来信》记者:氢能作为21世纪的“终极能源”,请王董介绍一下我国氢能产业发展现状。

王峰:与传统化工燃料汽油、柴油相比,氢能具有三大优势。

一是具有较高的含能特性。除核燃料外,氢的燃烧热值据所有化工燃料榜首,燃烧 1kg 氢可放出 12MJ(28.6Mcal)的热量,约为汽油的三倍。

二是具有较高的能源转化效率。氢能可以通过燃料电池直接转变为电,过程中的废热可以进一步利用,其效率可达到 83%。氢气燃烧不仅热值高,而且火焰传播速度快,点火能量低,所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高 20%。

三是具备有碳的零排放优势。与化石能源的利用相比,氢燃料电池在产生电能的过程中不会产生碳排放,可以实现良性循环。

发展氢能全球共识逐步达成。COP28(《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会)最新草案第39条(d)款指出“加快零排放和低排放技术,包括碳捕获、利用和储存以及低碳氢的生产等,以便加强在能源系统中替代碳排放有增无减的化石燃料的努力。”这意味着全球发展氢能共识已经形成,后续各国的氢能发展将会提速,氢能产业已成为全球能源领域投资增速最快的行业之一。国际氢能委员会与麦肯锡联合发布的分析报告《氢能洞察2023》预计,到2030年全球氢能直接投资额有望达3200亿美元。中国产业发展促进会氢能分会发布的《国际氢能技术与产业发展研究报告2023》预测,2050年全球氢能需求将增至目前的10倍,届时氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。

我国氢能产业虽起步较晚,但发展势头迅猛,潜在市场空间巨大,已形成较为完整的氢能产业链,基本具备了加快发展的基础条件,制、储、输、用氢各领域正在迎头赶上,具体表现为:

1、电解水制氢的降本效果特别是ALK(碱性电解水)制氢技术在国际上有着明显优势,已掌握PEM(质子交换膜电解水)制氢核心技术,正在步入产业化发展阶段;

2、高压气态储运技术与国际先进水平接近,固态储氢技术水平基本与国外同步;

3、加氢站建造运营工艺成熟,关键装置已实现国产化等。

国家和各地政策端频频释放信号。2022 年,《氢能产业发展中长期规划(2021—2035 年)》,明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,发展氢能是构建新型能源体系的重要举措;2023 年《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,这是国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南,系统构建了氢能制、储、输、用全产业链标准体系,明确了氢能下一步的发展规划,进一步推动了氢能产业的全面发展。另外,电价补贴、制氢补贴、竞争性配置政策纷纷出台,各省市也因地制宜出台相关政策。

当前我国氢能产业已经有一批具有代表性的城市和企业投入其中,氢能相关企业已超过2000家。

下面,我从制氢、储氢、运氢三个方面简要介绍一下情况。

从制氢方面讲。能规模化应用的制氢方式主要有化石能源制氢、工业副产气提纯制氢及电解水制氢三种。其他制氢工艺还包括生物质、太阳能光解水制氢等,但这些技术尚未实现规模化的实际应用。化石能源制氢工艺成熟,可用于大规模工业生产,原料价格相对低廉,但氢气制备过程中会排放大量CO2和污染物。工业副产制氢大都集中于化工、冶金等领域,其中氯碱副产制氢提纯成本低、难度小、纯度高,拥有较好的制氢潜能,但也存在副产氢量小且产能分散的问题。水电解制氢无碳排放、制取的H2纯度高,但却面临耗电量大、投入资金高等难题。

从储氢方面讲。储氢的核心方式包括高压气态、低温液态及固态吸附储氢,并根据储存特点形成了各自适合的应用场景。高压储氢技术发展成熟,放氢过程简单,已实现70MPa车载储氢IV型瓶、90MPa站用储氢容器、50MPa及以上的纤维缠绕复合储氢与运输容器等设备的量产和规模应用。低温液态储氢适用于大规模、远距离储运场景,但目前未有实际产品应用。固态和有机液态储氢均处于示范阶段,成本较高,尚无成熟的商业化应用。

从运氢方面讲。高压气态长管拖车是我国当前主要的运氢方式,但目前一辆载重49吨的车只能运输不到400千克的氢,难以满足大规模、远距离的运氢要求。液氢储运的储氢质量和储氢密度较高,且液氢运输的设备要求高、成本高,国内在民用、商业领域的应用较少。随着氢能产业的发展和液氢运输、管道输氢技术的提升,在大规模运氢领域,气氢拖车运输将被逐步取代。国外已广泛采用液氢罐车运输,若我国未来能解决液氢技术自主化问题,液氢罐车在中远距离的运氢应用中也有一定发展空间。但预计在5年内,因为氢气储运难而严重制约了下游产业发展的情况难以改变,也就是说用氢端还处在“叫好不叫座”的状态,说到底还是成本太高。

《氢岛来信》记者:刚才谈了制氢、储氢和运氢,那么氢应用领域主要包括哪些场景?

王峰:氢能应用体系主要体现在4个领域。

一是化工领域。氢气在化工领域有着广泛的应用,其不仅是煤化工行业的重要原料,还可作为化工原料用于合成氨、甲醇等化工产品。我国煤化工的第一步基本都是煤气化制合成气的过程,在一次能源时期,合成氨、甲醇的主要原料是煤炭。因此,若能以可再生能源制氢方式替代合成气中间品中的氢气需求,将有助于降低化工行业对化石能源的依赖和碳排放强度。石油炼化行业需要大量氢气,加工1吨原油需耗氢量约50m³,而随着对油品质量要求的提高,每年对氢气的需求还会持续增加,采用绿氢替代炼化行业中的灰氢具有很大的减排空间。

二是钢铁领域。高炉炼钢的工艺流程可分为烧结、炼铁、炼钢、铸轧4个流程,其中氢气能以还原剂的形式替代高炉炼铁环节的焦炭,实现零碳炼钢过程。当前阶段,氢还原炼铁工艺还处于示范验证阶段。未来随着氢还原炼铁工艺的成熟、空气污染物排放标准的提高以及电解水制氢成本的大幅下降,加上国家相关补贴政策的出台,采用绿氢进行钢铁冶炼将成为低碳炼铁的主流方向,这也是钢铁行业绿色化的主要出路。

三是交通领域。燃料电池是氢能源下游应用的一种清洁使用形式,可将燃料中的化学能直接转化成电能,具有转化效率高、无污染、安全可靠的优点。交通运输是燃料电池最主要的应用领域,可应用于各种车辆、无人机及船舶等。燃料电池由于质量能量密度高的特点,在续航方面有着很大的优势,是未来绿色低碳无人机的最佳选择。随着船舶污染问题已经受到越来越多的重视,氢燃料电池船舶由于绿色无污染、加氢速度快等优势,是未来很有潜力的发展方向。但因为氢气容易闪爆,在密闭空间存放危险大,在乘用车及摩托车方面应用受限。

四是储能领域。作为大规模储能介质,氢能在长周期储能方面相比电化学、压缩空气储能等有明显优势。加之氢能的能量存储边际成本远低于电化学储能,且无须发电后回输电网,可直接应用于交通、工业、建筑等终端用能部门,大幅提升了可再生能源的利用规模。现今,氢储能已被多个国家和地区列为国家能源体系的重要组成部分。

我国制氢已经走在世界前列,但考虑到“氢逃逸”、“氢脆”、“密度低”等带来对材料的特殊要求,以及氢气压缩成本及安全性,制成绿色甲醇不失为一种更现实的储氢用氢路径。

《氢岛来信》记者:那么从投资角度来看,我国绿氢项目发展现状是怎样的?

王峰:世界能源理事会将氢气分为三类:

通过化石能源制备的“灰氢”、通过化石原料制备同时使用碳捕集碳封存技术制备的“蓝氢”、使用可再生能源制备的“绿氢”。其中灰氢的制备伴随着二氧化碳的排放;蓝氢的制备虽引入低碳技术,但无法彻底避免二氧化碳的排放;只有绿氢才是真正实现零排放的制氢方式。实现低碳社会离不开绿氢。

自国家层面发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》后,根据各地政府发布的相应氢能政策规划,国内绿氢产能规划高增,绿氢产能合计规划量到2025/2030/2035年已达100/100/250万吨,2023 年内,大量绿氢项目开始申报立项,国内立项的项目绿氢产能已超 400 万吨,当前已落地绿氢项目产能在5万吨左右,2024 年绿氢项目将迎开工潮。

据势银(TrendBank)统计,截至2022年底,我们国内处于规划、在建、建成等不同阶段的绿氢项目累计达151项。其中,2023年前三季度国内新增绿氢项目126项。

从项目规模来看,全国已建成绿氢项目的制氢规模已超600MW。其中,仅中国石化新疆库车绿氢示范项目与宁夏国家级太阳能电解水制氢综合示范项目两大项目的制氢规模就已经达到了410MW。绿氢投资巨大,投资一套年产2万吨绿氢项目,仅固定资产投资就达到3-4亿元,所以央企、国企是投资主力军。

从项目布局上看,目前已立项的绿氢项目分别应用在石油炼化、交通、化工、储能等领域。

《氢岛来信》记者:请王董介绍一下什么是绿色甲醇,我国绿色甲醇发展现状如何?

王峰:氢气被认为是最理想的未来主要清洁能源之一,但氢气的储存运输难度大、成本高是制约氢能产业发展的“瓶颈”,而甲醇可作为氢气的重要消纳路径与储运媒介。

甲醇被喻为清洁的‘煤’、便宜的‘油’、简装的‘气’、移动的‘电’、液态的‘氢’。中国是全球最大的甲醇生产国和使用国,产能达到近2亿吨,甲醇资源丰富,生产技术成熟、成本低,具备大规模生产供应能力。

澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科直言,从能源载体理论来看,液体是最好的能源载体。绿色甲醇是实现碳中和的有效路径,是绿氢最好的储运载体之一,可为加氢站及燃料电池车提供更为安全、加注便捷的氢源,且绿色甲醇也可作为内燃机车更为清洁、高效的燃料。

绿色甲醇的认定主要取决于原料的可再生属性。绿氢与可再生二氧化碳电制甲醇是未来绿色甲醇的主要生产方式。在我国现阶段,不应过于追求二氧化碳的可再生属性;灰碳的捕集利用对于建设低碳社会,促进氢能产业发展仍具有十分重要意义。包括从工业源集中捕捉二氧化碳,用灰色甲醇代替天然气作为锅炉燃料是不可逾越的商业阶段,否则,因噎废食不利于行业市场主体渡过阵痛期、早日迎来大规模产业化。

其实,考虑到脱碳进程等现实因素,欧盟在《欧盟可再生能源指令(REDⅡ)》补充条例中也表示,短期内不再强求生物质制甲醇与电制甲醇作为绿色甲醇的唯二方式,而是把可计入欧盟碳排放交易体系、在工业及火电场景中捕获来的不可再生CO2制备的甲醇也可以认定为绿色甲醇,且要求全生命周期的碳排放不得超过28.2克二氧化碳每兆焦。但没有同等CO2定价系统的国家,工业场景的碳源则不被认可,这对我国是个挑战。根据IEA报告显示,使用煤电厂捕捉的CO2和可再生电力制氢生产的甲醇的碳排放为33.1克CO2每兆焦,达不到欧盟标准要求。

根据中远海运副总经理张勇判断,2030年全球仅航运需求绿色甲醇(或低碳甲醇)达到1亿吨。为绿色甲醇崛起提供了机遇,据不完全统计,仅2023年全国拟上绿醇绿氨项目就达80多个。

2023年2月,中煤鄂尔多斯能源化工有限公司10万吨/年液态阳光——二氧化碳加绿氢制甲醇技术示范项目正式开工。总投资49亿元。项目整体规模装机总容量625MW,光伏发电400MW(交流侧)、风力发电225MW;制储氢电解水制氢产能为2.1万吨/年,总制氢能力46200Nm3/h,储氢规模为22万Nm3;电化学储能建设2.5MW/5MWh。下游配套建设15万吨/年二氧化碳精制装置,10万吨/年绿色甲醇合成装置及配套的公用工程部分。

2023年3月,赤峰市能源物联网零碳氢氨一体化示范项目开工建设,项目总投资43.62亿元,建设450MW风电、光伏50MW、电化学储能75MW/300MWh,制氢能力24200吨/年。

2023年4月,三一重能乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢储氨一体化示范项目开工建设,项目总投资42.7亿元,年生产绿氢3.6万吨、绿氨15万吨。

2023年4月,新疆奇台智慧能源装备产业园项目开工,总投资116.4亿元, 一期建成绿氢制绿色甲醇5万吨工程,二期10万吨工程,三期30万吨工程。

2023年6月,上海浦东新区外三电厂烟气CO2捕集制甲醇试验示范项目环评通过,拟建设CO2制甲醇万吨级中试和30万吨工程示范工艺包项目。

2023年10月,内蒙古锡林郭勒明阳多伦工业园区风电制氢一体化示范项目启动,建设风电制氢一体化项目和绿氢制2万吨/年合成氨项目,配置风电装机100MW;制氢系统配置8x1000Nm³/h碱性电解槽和5x2000m²氢气储罐等设备及辅助设施,以及相应储能15MW/15MWh,该项目利用风电制备的绿氢可以满足年产2万吨合成氨的原料需求。

2023年10月,鄂尔多斯吉道能源年产70万吨绿色甲醇示范项目获批。包含2套35万吨/年制绿色甲醇,单套建设周期 2 年。

2023年12月,内蒙金风绿能化工(兴安盟)有限公司绿氢制50万吨绿色甲醇项目开工,项目占地1500亩,主要建设生物质发电装置,绿色甲醇合成装置等主要生产线及配套工程。

2023年12月,“氢绿龙江”齐齐哈尔百万吨级氢能综合利用示范基地项目启动,项目总投资359亿多元,规划建设352.5万千瓦离网风电、16.4万吨/年制氧系统,年产30万吨绿色甲醇、40万吨绿色航煤。采取一次规划布置,分两期实施第略。

2023年12月,吉林大安风光制绿氢生物质耦合绿色甲醇项目(制氢绿色甲醇部分)备案,年制绿氢能力2.5万吨,年产20万吨甲醇。

此外,吉林松原中能建绿色氢氨醇一体化项目已经签约,项目总投资296亿元,建设60万吨绿色合成氨/醇和氢能装备产业生产线。一期项目投资105亿元,建设内容包括:90万千瓦新能源(80万干瓦风电、10万干瓦光伏),年产4.5万吨电解水制氢装置、20万吨级柔性合成氨装置和2万吨绿色甲醇装置。

陕西榆林远景煤化工耦合绿氢/绿醇项目已经签约,项目投资约30亿元(不包含新能源场站),建设5万Nm³/h绿氢、2.5万Nm³/h绿氧和30万吨/年绿色甲醇项目。

甲醇行业的整体成熟度高于氢能,目前甲醇的制备、储运、使用等环节的技术与基础设施十分完备,绿氢+CO2合成甲醇,经成熟的甲醇储运体系运送到下游需求场景,可有效解决绿氢生产侧与需求侧区域错配难题。

《氢岛来信》记者: 王董,氢能汽车与电动汽车哪个是未来主角?生物质甲醇能否成为带动氢能产业发展的领跑者?

王峰:从交通端来说,乘用车电动化已经十分成熟,里程焦虑、充放电速度、成本等核心问题基本都已经解决,产业化如火如荼,用氢能代替电动既无必要也不现实。但在商用车方面,电动化有短板,氢能汽车是大方向,早在2019年,工信部等8部委就发布了《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》,但究竟是通过燃料电池路线还是氢内燃机路线见仁见智,看那条路线技术进步快,成本下降得快。

无独有偶。在航运领域,结合各燃料性质特点及技术与商业成熟度来看,绿色/低碳甲醇是短期内较为理想的代替LNG与传统燃油的品类,而液氢与绿氨也有望成为未来船用清洁燃料。目前甲醇作为航运降碳燃料的需求主要依靠欧盟与国际海事组织政策拉动,马士基、达飞等龙头船东市场推动也是利好因素。全球航运业有着脱碳的强烈要求,承担全球80%贸易运输任务的航运业,如今正面临更为严苛的“脱碳”考验。欧盟机构已经已将航运纳入排放交易体系(ETS) 的范围。根据达成的协议,欧盟境内所有5,000总吨及以上的船舶将被要求支付100%的排放量费用,而欧盟和非欧盟港口之间航行的船只将被要求支付排放量的50%。欧盟和非欧盟港口之间航行的船只支付所涵盖的排放量百分比,将随着时间的推移而增加,从2024年的40%开始,到2025年达到70%,到2026年达到100%。到2027年,大概率400总吨以上的船舶都需要纳入欧盟碳排放交易体系之中。

按照电制甲醇工艺,每生产一吨绿色甲醇需要0.18吨绿氢与1.37吨CO2,成本目前比化石甲醇高出许多。当前传统化石甲醇在不考虑碳税影响条件下,均价为2000-2500元/吨;如果按照欧盟的碳税征收标准,每吨CO2碳税为90欧元,假设生产每吨化石甲醇全生命周期碳排放为4吨左右,每吨化石甲醇仅碳税就达到2800元左右。随着双碳战略目标的推进,煤制甲醇发展将逐步退出历史舞台。

生物质甲醇技术路径分为加氢耦合和无氢耦合两种。无氢耦合大约3吨左右生物质可制1吨甲醇;如果加氢耦合,同等数量的生物质甲醇的产量至少会翻番,但是绿电绿氢来源及成本仍是个问题,两条路线视资源禀赋及成本而定,但生物质甲醇在产量上总体占比非常小。

生物质制甲醇的工艺路线,一般采用单循环流化床气化技术,通过除尘、脱硫、脱碳、合成气压缩、甲醇合成、精馏等一系列工艺。单纯1套10万吨生物质制甲醇投资10亿元左右,如果为了提高收率可以配套绿电及制氢、储电等设施,总投资一般在20-30亿元左右。从消耗上讲,原材料为300-600元/吨,生产1吨约需3吨生物质,假设生物质制甲醇为4500-5500元/吨,经济效益上还是有账可算。当然变量还是很多的,特别是生物质甲醇的市场价格变化情况,以及原材料带来的配套绿氢规模及储能投资大小等,都会影响经济效益。

双碳战略目标分解为源头减碳、过程降碳和末端收碳,目前绿氢项目繁多,但实质建成运行的项目很少,而且生物质气化技术尚未有工程化成功案例,特别是生物质原料中K、Na、CL等元素较多容易对炉体造成腐蚀开裂,另外还有局部冷凝产生负压、焦油堵塞等问题。所以,通过生物质燃机发电保障稳定提供电力支撑,实现系统热电平衡,捕集生物质发电过程中产生的CO2,并通过电氢醇智能管控系统有效提升CO2加氢合成绿醇生产体系的稳定性,实现CO2耦合绿电制氢是一个相对容易实现的路线。

从蓝色甲醇路线上看,通过“绿电+电解水制氢”然后通过从工业源捕集CO2,电解10万吨水可产生1.1万吨氢气和8万吨氧气;一套10万吨甲醇装置,需要绿氢1.8万吨,外加14万吨二氧化碳,单就甲醇装置来讲投资只需5-6亿元;配套电解水制氢,1千克氢需要耗电50度左右,电费0.15元/度,1千克氢气折合11.2标方,每标方成本可望实现1-1.2元左右,这样的话,生产每吨蓝醇需绿氢成本约2000元、CO2成本400元。每吨蓝醇成本控制在3000元上下,这个价格就有商业化前景。

据全国碳排放权交易市场公布的信息显示,我国截至目前配额累计成交量超过4.4亿吨,累计成交额超251亿元人民币。在“中国碳金融高峰论坛”上,武汉大学气候变化与能源经济研究中心主任齐绍洲教授预估,到2030年,碳价格将提升为130~200元/吨;到2050年,碳价格逼近1000元/吨的关口;2060年,碳价格将冲上2000元/吨。

《氢岛来信》记者:请问王董,碳达峰碳中和背景下,央企、国企应该怎么做,产业机会又在哪里?

王峰:我国多个能源品种产能位居世界第一,风电、太阳能、水电、在建核电装机规模保持世界第一,紧缺矿产资源自主保障能力进一步增强,基本形成了煤、油、气、电、核、新能源和可再生能源多轮驱动的能源生产体系。

我国每年排放C02达到100亿吨左右,准确了解二氧化碳的排放结构对实现碳中和至关重要,这也是碳中和路线图的逻辑起点。根据国家相关统计,中国目前的一次能源消费总量约为每年50亿吨标准煤(一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,又称天然能源),其中煤炭、石油、天然气的占比分别为57.7%、18.9%、8.1%,非碳能源的占比仅为15.3%。115亿吨二氧化碳的排放,发电(供热)占比45%,建筑占比5%,交通占比10%,工业占比39%,农业占比1%。发电(供热)的主要终端消费者为工业(64.6%)和建筑(28%)。从以上数据可以看出,二氧化碳的终端排放源主要为工业(约占68.1%)、建筑(约占17.6%)和交通(约占10.2%)。因此,实现碳中和工作的着力点也应该集中在这些领域。

2023年7月,国务院国资委举办中央企业负责人研讨班,会议要求国资央企要加大传统产业转型升级力度,推进传统产业高端化、智能化、绿色化,深入实施产业基础再造工程和制造业高质量发展工作,有力有序推进碳达峰方案落地,加快形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式。这意味央企双碳工作已经从碳达峰规划阶段进入到落地实施阶段。

此前国资委多次对各央企碳达峰中和工作进行了具体部署。2022年要求各央企要完成碳达峰方案,2023年央企上市公司到2023年全部要披露ESG报告,同时对72家能耗和排放较高的中央企业设置节能降碳考核指标。

一是各央企要科学合理制定实施碳达峰碳中和规划和行动方案,建立完善二氧化碳排放统计核算。

2022年国务院印发的《中央企业节约能源与生态环境保护监督管理办法》,管理办法指出:中央企业应积极稳妥推进碳达峰碳中和工作,科学合理制定实施碳达峰碳中和规划和行动方案,建立完善二氧化碳排放统计核算、信息披露体系,采取有力措施控制碳排放。

二是各央企应设置或明确与企业生产经营相适应的节约能源与生态环境保护监督管理机构。机构设置、人员任职资格和配备数量,并与企业的生产经营内容和性质、管理范围、管理跨度等匹配。

三是国资委对央企节约能源与生态环境保护实行动态分类监督管理,按照企业所处行业、能源消耗、主要污染物排放水平和生态环境影响程度,将央企划分为三类。第一类、第二类企业按季度报送统计报表,第三类企业按年度报送统计报表,并报送年度总结分析报告。

国务院开会要求各央企制定碳达峰行动方案,意味着至少84家央企控股的450家上市公司和众多的非上市企业都要开始全面推进碳达峰、碳中和工作。大家都知道,我国央企在各行业领域里都占据着引领者的角色,而碳达峰的方案里面都会有详细的量化指标和行动计划,意味着相关行业产业链上下游都将因此而产生巨大的需求变化,而每一个需求变化背后其实都蕴含着巨大的商机,比如中海油2023年就发布了碳达峰碳中和行动方案,将实施清洁替代、低碳跨越、绿色发展三步走策略,而拥有几十家境内外上市公司的招商局集团,将以结构减碳、管理减碳为核心,以技术减碳为动力,实施低碳航运、低碳港口、低碳物流、低碳公路四个绿色服务行动。这对推动绿色醇氨行业快速发展有着强大的牵引作用。

另外,甲醇不仅仅是一种能源材料,另一方面甲醇作为关键基础化工产品,下游应用场景众多,总体上主要应用于括甲醛、MTO/MTP、MTBE、醋酸、二甲醚等,在双碳背景下,绿色甲醇作为低碳绿色原料也有着存量更大的传统应用市场。

中国“富煤缺油少气”的能源禀赋,决定了目前国内还是以煤制甲醇为主,中国生产甲醇每年碳排放在2亿吨以上,国家应出台鼓励央企、国企大力采用蓝醇并给予蓝醇生产者以补贴,是我国支持氢能产业发展“纲举目张”的务实举措。

引爆绿色甲醇横空出世有三个标志性事件,一是李灿院士的绿电制绿氢+CO2生产绿色甲醇的“液态阳光”路线已经实现技术突破,二是国际航运巨头马士基等出高价采购绿色甲醇且供不应求,三是欧盟严苛的碳排放政策。

《氢岛来信》记者:请王董具体介绍一下液态阳光工艺路线。

王峰:据腾方硬科技创始合伙人曹斐分析,我国必须走自主可控、战略安全的液态阳光绿色能源保供之路,用“数字人民币+液态阳光”绿色能源战略替代“美元+石油”战略。

从风光分布上看,根据时伟在《现代化工》发表的《资源禀赋差异地区绿氢替代灰氢潜力分析》认为,根据各省风光出力值计算,绿氢生产成本最低的前5个省份主要集中在中国北部和东北部,内蒙、辽宁、黑龙江、河北、吉林五地制氢成本最低,而绿氢生产成本最高的省份主要集中在中国中部和南部,这主要是不同地区风光资源的分布特征差异性所致。

液态阳光绿氢甲醇产业成为确定性方向。液态阳光绿氢甲醇一体化绿色能源替代原油和天然气,有助于解决氢气储运成本和安全问题,减碳实现碳达峰,实现资源化利用,建立自主可控的能源保供体系。历次粮食危机都是能源危机叠加金融武器做为背后推手,推动物价上涨,收割不发达国家。宜未雨而绸缪,勿临渴而掘井,充分的源储一体分布式能源系统(就地能源可得、就地能源转化、就地能源存储、就地能源利用)是必要且必须的。我国已经具备了庞大且成熟的可再生能源风光系统,液态阳光绿氢甲醇是风光储能的最佳载体。就甲醇而言,以现有存量石化煤化二氧化碳耦合绿氢生产低碳绿色甲醇是比较可行且快速的路线。低碳绿色甲醇生产应该以大化工存量产能低碳化协同为主,避免出现不切实际 的片面追求净零排放而新增扩建产能。

中科院大连化学物理研究所的液态阳光绿氢甲醇技术发明及产业化项目有五条成熟的技术路线:

一是液态阳光 I 型绿电制氢耦合二氧化碳CCUS 生产阳光绿氢甲醇。

二是液态阳光 II 型零碳排放煤化工绿氢甲醇。

三是液态阳光 III 型绿电制氢耦合绿氢炼化。

四是液态阳光 IV 型绿氢耦合生物质(或者空气捕捉二氧化碳)绿色甲醇。

五是液态阳光 V 型绿氢耦合空分氮合成绿氨。

进入2024年随着绿氢绿氨项目迎来开工潮,液态阳光绿氢甲醇技术产业化示范项目正在加速推进。

中科液态阳光(青海)能源科技有限公司的格尔木10万吨生物质甲醇项目正在紧锣密鼓地向前推进,项目由青海发投为业主进行整体开发,预计今年4月完成环评、安评等手续,力争6月份开工建设。

甘肃氢醇新能源科技有限公司的液态阳光示范项目——绿电耦合生物质年产20万吨绿色甲醇瓜州项目也已立项,项目总投资68亿元,由华陆工程科技有限公司、中国能源建设集团江苏电力设计有限公司联合设计,上马20万吨秸秆气化装置、800MW风电+200MW光伏光伏制氢、20000Nm3/h电解水制氢,实现“用氢不见氢,用碳不增碳”。

内容来源:开来资本

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