預(yù)見2024：綠色甲醇產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢(shì)展望(附技術(shù)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(nèi)動(dòng)力(000903.SZ)、中遠(yuǎn)?？?/a>(601919.SH)、漢馬科技(600375.SH)、寶豐能源(600989.SH)等

本文核心觀點(diǎn)：綠色甲醇降碳效應(yīng)顯著，是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要舉措之一，“十四五”期間綠色甲醇推廣和應(yīng)用將迎來快速增長。

引言：新型儲(chǔ)能可提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力

——化石燃料仍占主導(dǎo)地位，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)面臨重大挑戰(zhàn)

根據(jù)國際能源署(IEA)和全球碳預(yù)算(Global Carbon Budget)的最新數(shù)據(jù)報(bào)告，2022年全球能源相關(guān)的二氧化碳排放量達(dá)到了歷史最高點(diǎn)，總計(jì)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(nèi)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(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》文件，中國在過去幾年中已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，到“十三五”末期，非化石能源的消費(fèi)比重達(dá)到了15.9%，而煤炭的消費(fèi)比重為56.8%。盡管非化石能源的消費(fèi)比重在近年來迅速上升，但目前化石燃料的使用仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。中國面臨著實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的重大挑戰(zhàn)，這意味著需要在能源消費(fèi)和碳排放方面進(jìn)行深刻的轉(zhuǎn)變。

——綠色甲醇降碳效應(yīng)顯著，是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要舉措之一

中國的“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)不僅體現(xiàn)了中國作為大國的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，而且是對(duì)全球氣候變化挑戰(zhàn)的積極應(yīng)對(duì)，同時(shí)也是推動(dòng)能源革命和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的頂層戰(zhàn)略。自2020年9月中國在聯(lián)合國大會(huì)上正式提出這一目標(biāo)以來，各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域迅速做出響應(yīng)，積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、迭代、試點(diǎn)示范和應(yīng)用推廣。

甲醇作為一種關(guān)鍵的基礎(chǔ)化工產(chǎn)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(xué)工業(yè)的中間原料。中國的甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量以及自給率都在逐年增長，自給率已達(dá)到約90%。中國是甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，產(chǎn)能居全球第一。2022年，我國甲醇產(chǎn)能達(dá)到10041萬噸/年，突破1億噸大關(guān)。

在中國甲醇產(chǎn)能的結(jié)構(gòu)中，煤制甲醇占比84.6%，天然氣制甲醇占6.3%，焦?fàn)t氣制甲醇占9.1%，整個(gè)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(zhì)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(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級(jí)。

技術(shù)路線：綠色甲醇技術(shù)發(fā)展路徑與支撐體系

綠色甲醇技術(shù)路線主要涉及利用可再生能源，如風(fēng)能、太陽能等，通過電解水制氫產(chǎn)生氫氣，再通過二氧化碳加氫進(jìn)行熱催化反應(yīng)來合成甲醇。這一技術(shù)路線具有顯著的減排效果，因?yàn)樗ㄟ^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(zhuǎn)化為甲醇，從而實(shí)現(xiàn)碳的捕集和利用(CCU)。整個(gè)綠色甲醇的生產(chǎn)工藝及公用工程基本不排放二氧化碳。

從技術(shù)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(xué)院上海高等研究院、中國科學(xué)院清潔能源前沿研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu);中國綠色能源發(fā)展基金、國能新能源產(chǎn)業(yè)投資基金等產(chǎn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國內(nèi)在綠色低碳甲醇領(lǐng)域已展現(xiàn)出多技術(shù)路徑并行發(fā)展的格局，包括煤化工耦合綠氫、生物質(zhì)耦合綠氫、二氧化碳加氫等。煤化工耦合綠氫技術(shù)由于技術(shù)門檻相對(duì)較低、實(shí)施場(chǎng)景相對(duì)容易尋找等因素，成為現(xiàn)階段單體規(guī)模最大、實(shí)施項(xiàng)目最多的綠色低碳甲醇技術(shù)路徑。而生物質(zhì)耦合綠氫技術(shù)則側(cè)重于利用生物質(zhì)資源，通過綠色氫的制備來合成甲醇。

綠色甲醇專利技術(shù)布局

——二氧化碳加氫技術(shù)為綠色甲醇專利技術(shù)布局重點(diǎn)，申請(qǐng)熱度和布局廣度較高

從綠色甲醇專利技術(shù)申請(qǐng)的熱度來看，二氧化碳加氫具備較高的專利申請(qǐng)熱度，專利申請(qǐng)總量達(dá)494項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量達(dá)303個(gè)，遠(yuǎn)超其他綠色甲醇技術(shù);從技術(shù)跨度來看，煤化工耦合綠氫技術(shù)專利申請(qǐng)量較多，技術(shù)跨度達(dá)67個(gè)IPC小類;從技術(shù)市場(chǎng)覆蓋廣度來看，三種技術(shù)路線均覆蓋20個(gè)左右國家和地區(qū)，說明這些技術(shù)受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注和研究。

注：1)搜索關(guān)鍵詞：綠色甲醇相關(guān)關(guān)鍵詞;2)搜索范圍：標(biāo)題、摘要和權(quán)利說明;3)統(tǒng)計(jì)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(qǐng)人在綠色甲醇具有優(yōu)勢(shì)地位

在專利類型方面，各項(xiàng)綠色甲醇技術(shù)專利中發(fā)明專利占比較高，說明綠色甲醇技術(shù)領(lǐng)域中存在大量創(chuàng)新。從申請(qǐng)人國別來看，中國申請(qǐng)人在三個(gè)技術(shù)路線中均具有優(yōu)勢(shì)地位，前十申請(qǐng)人中80%為中國申請(qǐng)人。

綠色甲醇企業(yè)技術(shù)與項(xiàng)目投資布局

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

截至2023年11月，國內(nèi)已建成及在建的綠色低碳甲醇項(xiàng)目11項(xiàng)，綠色低碳甲醇總產(chǎn)能約為32.07萬噸/年;處于規(guī)劃階段的綠色低碳甲醇項(xiàng)目約24個(gè)，合計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能規(guī)模約751.7萬噸/年。其中煤化工耦合綠氫制甲醇項(xiàng)目已建成及在建項(xiàng)目有5項(xiàng)，合計(jì)對(duì)應(yīng)綠色低碳甲醇產(chǎn)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(xiàng)目約有6項(xiàng)，合計(jì)對(duì)應(yīng)綠色低碳甲醇產(chǎn)能約357萬噸/年。

綠色甲醇技術(shù)投資重點(diǎn)賽道：產(chǎn)業(yè)鏈上游項(xiàng)目受投資機(jī)構(gòu)青睞

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

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

整體來看，煤化工產(chǎn)業(yè)在中國具有較為成熟的基礎(chǔ)，通過耦合綠氫技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。同時(shí)煤化工耦合綠氫由于在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面較為成熟，且隨著綠氫成本的降低和市場(chǎng)的擴(kuò)大，其投資潛力相對(duì)較大。而生物質(zhì)綠氫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需要較高的研發(fā)投入，二氧化碳加氫技術(shù)目前還處于研發(fā)和示范階段，但隨著技術(shù)的成熟和生產(chǎn)成本的降低，生物質(zhì)耦合綠氫和二氧化碳加氫技術(shù)也具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ貏e是在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和減少溫室氣體排放方面。

注：1)評(píng)估星級(jí)自一星至三星，星級(jí)越高，代表從該指標(biāo)來看，技術(shù)投資潛力越大，☆代表半星;2)技術(shù)先進(jìn)性結(jié)合技術(shù)成熟度、應(yīng)用前景、成本效益、環(huán)境影響等綜合評(píng)價(jià);3)專利技術(shù)布局結(jié)合專利總申請(qǐng)量、申請(qǐng)人數(shù)量、技術(shù)跨度、市場(chǎng)覆蓋廣度等綜合評(píng)價(jià)。

綠色甲醇技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與目標(biāo)

——政策推動(dòng)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(dá)峰”政策的逐漸實(shí)施，綠色甲醇等產(chǎn)品能夠幫助工業(yè)、交通等領(lǐng)域減輕碳排放，逐漸成為發(fā)展熱點(diǎn)。國家制定了一系列和可再生甲醇相關(guān)的政策，重點(diǎn)包括推動(dòng)上游二氧化碳捕捉利用、綠氫技術(shù)發(fā)展，支持中游綠色甲醇制備技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)下游甲醇汽車的應(yīng)用等，以推動(dòng)國家在2030年碳達(dá)峰，到2060年前達(dá)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(jìn)甲醇汽車等替代燃料汽車推廣”納入“綠色產(chǎn)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(shù)推廣應(yīng)用工程”?！犊萍贾翁歼_(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》提出，研究以水、二氧化碳和氮?dú)獾葹樵现苯痈咝Ш铣杉状嫉染G色可再生燃料的技術(shù)。未來，我國二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)將迎來快速發(fā)展。

此外，《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》、《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》、《“十四五”能源領(lǐng)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(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芤约昂Ｑ? 能等可再生能源先進(jìn)發(fā)電及綜合利用技術(shù)。

——綠色甲醇技術(shù)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(shù)發(fā)展趨勢(shì)是朝著高效、低成本、可持續(xù)的方向發(fā)展，同時(shí)也需要解決一些技術(shù)難題，如提高生物質(zhì)制取效率、提高光催化劑穩(wěn)定性、降低電解水制氫成本等。。

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