預見2024：綠色甲醇產業(yè)技術趨勢展望(附技術路徑、投資方向、專利布局、科技企業(yè)布局等)

行業(yè)主要上市公司：東方盛虹(000301.SZ)、云內動力(000903.SZ)、中遠海控(601919.SH)、漢馬科技(600375.SH)、寶豐能源(600989.SH)等

本文核心觀點：綠色甲醇降碳效應顯著，是實現“碳中和”目標的重要舉措之一，“十四五”期間綠色甲醇推廣和應用將迎來快速增長。

引言：新型儲能可提升電網調節(jié)能力

——化石燃料仍占主導地位，實現“碳達峰”和“碳中和”目標面臨重大挑戰(zhàn)

根據國際能源署(IEA)和全球碳預算(Global Carbon Budget)的最新數據報告，2022年全球能源相關的二氧化碳排放量達到了歷史最高點，總計約368億噸，較前一年增長了0.9%。這一增長主要是由于全球范圍內化石燃料使用量的再次增加。中國作為全球最大的碳排放國，其排放量約占全球總排放量的三分之一。

根據《“十四五”現代能源體系規(guī)劃》文件，中國在過去幾年中已經取得了一定的進展，到“十三五”末期，非化石能源的消費比重達到了15.9%，而煤炭的消費比重為56.8%。盡管非化石能源的消費比重在近年來迅速上升，但目前化石燃料的使用仍然占據主導地位。中國面臨著實現“碳達峰”和“碳中和”目標的重大挑戰(zhàn)，這意味著需要在能源消費和碳排放方面進行深刻的轉變。

——綠色甲醇降碳效應顯著，是實現“碳中和”目標的重要舉措之一

中國的“碳達峰、碳中和”目標不僅體現了中國作為大國的責任擔當，而且是對全球氣候變化挑戰(zhàn)的積極應對，同時也是推動能源革命和產業(yè)升級的頂層戰(zhàn)略。自2020年9月中國在聯合國大會上正式提出這一目標以來，各個技術領域迅速做出響應，積極推動技術創(chuàng)新、迭代、試點示范和應用推廣。

甲醇作為一種關鍵的基礎化工產品，其重要性僅次于乙烯、丙烯和苯，超過80%的甲醇被用作化學工業(yè)的中間原料。中國的甲醇產能、產量以及自給率都在逐年增長，自給率已達到約90%。中國是甲醇生產和消費的大國，產能居全球第一。2022年，我國甲醇產能達到10041萬噸/年，突破1億噸大關。

在中國甲醇產能的結構中，煤制甲醇占比84.6%，天然氣制甲醇占6.3%，焦爐氣制甲醇占9.1%，整個甲醇行業(yè)的總碳排放量接近2億噸/年。如果采用清潔能源，如生物質氣化重整和可再生電力等，來合成綠色甲醇，以替代傳統(tǒng)的化石能源甲醇，那么甲醇工業(yè)的碳排放將幾乎為零，降碳效果顯著，并且能夠促進相關產業(yè)鏈的技術升級。

技術路線：綠色甲醇技術發(fā)展路徑與支撐體系

綠色甲醇技術路線主要涉及利用可再生能源，如風能、太陽能等，通過電解水制氫產生氫氣，再通過二氧化碳加氫進行熱催化反應來合成甲醇。這一技術路線具有顯著的減排效果，因為它通過捕捉高碳排放行業(yè)(如鋼鐵、煤化工、水泥等)排放的二氧化碳，并將其轉化為甲醇，從而實現碳的捕集和利用(CCU)。整個綠色甲醇的生產工藝及公用工程基本不排放二氧化碳。

從技術支撐體系來看，中國綠色甲醇創(chuàng)新單元主要包括中國科學院上海高等研究院、中國科學院清潔能源前沿研究重點實驗室等科研機構;中國綠色能源發(fā)展基金、國能新能源產業(yè)投資基金等產業(yè)投資基金;T/CPCAS 1-2023《船用甲醇燃料水上加注規(guī)程》、T/CIQA 70—2023《船用甲醇燃料》等技術標準。

目前，國內在綠色低碳甲醇領域已展現出多技術路徑并行發(fā)展的格局，包括煤化工耦合綠氫、生物質耦合綠氫、二氧化碳加氫等。煤化工耦合綠氫技術由于技術門檻相對較低、實施場景相對容易尋找等因素，成為現階段單體規(guī)模最大、實施項目最多的綠色低碳甲醇技術路徑。而生物質耦合綠氫技術則側重于利用生物質資源，通過綠色氫的制備來合成甲醇。

綠色甲醇專利技術布局

——二氧化碳加氫技術為綠色甲醇專利技術布局重點，申請熱度和布局廣度較高

從綠色甲醇專利技術申請的熱度來看，二氧化碳加氫具備較高的專利申請熱度，專利申請總量達494項，申請人數量達303個，遠超其他綠色甲醇技術;從技術跨度來看，煤化工耦合綠氫技術專利申請量較多，技術跨度達67個IPC小類;從技術市場覆蓋廣度來看，三種技術路線均覆蓋20個左右國家和地區(qū)，說明這些技術受到全球范圍內的關注和研究。

注：1)搜索關鍵詞：綠色甲醇相關關鍵詞;2)搜索范圍：標題、摘要和權利說明;3)統(tǒng)計截至日期：2023年12月21日。下同。

——發(fā)明專利占比較高，中國申請人在綠色甲醇具有優(yōu)勢地位

在專利類型方面，各項綠色甲醇技術專利中發(fā)明專利占比較高，說明綠色甲醇技術領域中存在大量創(chuàng)新。從申請人國別來看，中國申請人在三個技術路線中均具有優(yōu)勢地位，前十申請人中80%為中國申請人。

綠色甲醇企業(yè)技術與項目投資布局

——企業(yè)大多布局煤化工耦合綠氫領域，在建及規(guī)劃項目超10個

截至2023年11月，國內已建成及在建的綠色低碳甲醇項目11項，綠色低碳甲醇總產能約為32.07萬噸/年;處于規(guī)劃階段的綠色低碳甲醇項目約24個，合計規(guī)劃產能規(guī)模約751.7萬噸/年。其中煤化工耦合綠氫制甲醇項目已建成及在建項目有5項，合計對應綠色低碳甲醇產能約26.5萬噸/年;處于規(guī)劃階段的煤化工耦合綠氫制甲醇項目約有6項，合計對應綠色低碳甲醇產能約357萬噸/年。

綠色甲醇技術投資重點賽道：產業(yè)鏈上游項目受投資機構青睞

從綠色甲醇產業(yè)鏈角度分析，超過80%的被投項目專注于上游綠氫和綠電領域，被投項目數量占比均為43%;14%的被投項目專注于中游綠色甲醇制備領域，且均為二氧化碳加氫制甲醇領域。

煤化工耦合綠氫綜合投資潛力較大，生物質耦合綠氫和二氧化碳加氫技術具備后發(fā)潛力

整體來看，煤化工產業(yè)在中國具有較為成熟的基礎，通過耦合綠氫技術可以實現低碳轉型。同時煤化工耦合綠氫由于在技術和產業(yè)基礎方面較為成熟，且隨著綠氫成本的降低和市場的擴大，其投資潛力相對較大。而生物質綠氫技術的發(fā)展和應用需要較高的研發(fā)投入，二氧化碳加氫技術目前還處于研發(fā)和示范階段，但隨著技術的成熟和生產成本的降低，生物質耦合綠氫和二氧化碳加氫技術也具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是在實現可持續(xù)發(fā)展和減少溫室氣體排放方面。

注：1)評估星級自一星至三星，星級越高，代表從該指標來看，技術投資潛力越大，☆代表半星;2)技術先進性結合技術成熟度、應用前景、成本效益、環(huán)境影響等綜合評價;3)專利技術布局結合專利總申請量、申請人數量、技術跨度、市場覆蓋廣度等綜合評價。

綠色甲醇技術發(fā)展趨勢與目標

——政策推動下，二氧化碳加氫制甲醇將迎來快速發(fā)展

近年來，隨著國家“碳中和、碳達峰”政策的逐漸實施，綠色甲醇等產品能夠幫助工業(yè)、交通等領域減輕碳排放，逐漸成為發(fā)展熱點。國家制定了一系列和可再生甲醇相關的政策，重點包括推動上游二氧化碳捕捉利用、綠氫技術發(fā)展，支持中游綠色甲醇制備技術發(fā)展，促進下游甲醇汽車的應用等，以推動國家在2030年碳達峰，到2060年前達成碳中和。

2021年12月3日，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》?！兑?guī)劃》提到，把“促進甲醇汽車等替代燃料汽車推廣”納入“綠色產品和節(jié)能環(huán)保裝備供給工程”，把“二氧化碳耦合制甲醇”列入“綠色低碳技術推廣應用工程”?！犊萍贾翁歼_峰碳中和實施方案(2022—2030年)》提出，研究以水、二氧化碳和氮氣等為原料直接高效合成甲醇等綠色可再生燃料的技術。未來，我國二氧化碳加氫制甲醇技術將迎來快速發(fā)展。

此外，《關于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》、《“十四五”現代能源體系規(guī)劃》、《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》也提出大力發(fā)展綠色甲醇上游綠氫及綠電產業(yè)，重點發(fā)展水能、風能、太陽能、生物質能、地熱能以及海洋 能等可再生能源先進發(fā)電及綜合利用技術。

——綠色甲醇技術向高效、低成本、可持續(xù)方向發(fā)展

總的來說，綠色甲醇的技術發(fā)展趨勢是朝著高效、低成本、可持續(xù)的方向發(fā)展，同時也需要解決一些技術難題，如提高生物質制取效率、提高光催化劑穩(wěn)定性、降低電解水制氫成本等。。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產業(yè)研究院《中國可再生甲醇（綠色甲醇）行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

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