可再生甲醇之于零碳的意义——从甲醇船燃说起

　　朱立航(咨询 Z0017994) 滕超(从业 F03091711)

　　甲醇船用燃料方兴未艾，代表了当前甲醇最具有前景的应用方向。尤其是在其他需求，无论是传统下游还是MTO都没有显著增量的情况下，甲醇船用燃料的出现能为后续发展打开空间。除了能够减少燃烧排放的SOX和NOX等污染物之外，甲醇在航运中的运用主要是为了满足减排降碳的目标。

　　当前航运业占全球贸易物流的90%并贡献了温室气体排放的3%，倘若任其发展，到2050年这一比例可能会上升至5%至8%。为了缓解航运对环境的负面影响，2018年4月国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会就已通过《船舶温室气体减排初步战略》，推动降低航运业的碳排放强度。2023年7月，IMO决定加速这一进程：

　　● 以2008年的碳排放为基准，2030年温室气体排放至少减少20%，并力争达到30%，2040年前至少减少70%，并力争达到80%，最终在2050年左右实现净零排放;

　　● 同时，2030年前国际航线船舶所使用的能源至少要有5%采用零或接近零温室气体排放的技术、燃料或能源，并力争达到10%。

　　在政策的驱动下，陆续有甲醇动力船舶下水投入运行。根据挪威船级社(DNV)统计，截至23年10月全球范围内共有28艘甲醇船舶动力服役，同时后续还有188艘订单待交付。虽然距离LNG船舶(被视为船用燃料向零碳/清洁的过渡能源)的订单数仍有较大差距，但已经超过LPG船舶。相较于LNG/LPG，甲醇的优势在于只需对现有发动机进行改造即可，且可以沿用现有的加注系统。

　　对于零碳排放的追求要求用于船燃的甲醇必须是可再生甲醇。依据IRENA的定义，可再生甲醇与传统化石甲醇相对应，即不通过现有的化石原料(煤炭、天然气)，而是采用可再生技术生产，并可以分为生物甲醇和绿色甲醇。前者指的是由林业/农业废弃物、固废、沼气等生物质生产的甲醇;后者指从可再生资源中捕获的CO2和绿氢(可再生能源电解生成的氢气)生产的甲醇。简而言之，这一标准要求过程中所有原料和能源都必须是可再生的(例如生物质、太阳能、风能等)，即全过程中不会产生额外的碳排放。

　　在目前实践中，由于经济性欠佳厂商往往生产的不是真正意义上的可再生甲醇，而是从工业废气中回收CO2，或者利用当地廉价的可再生能源优势实现更低的成本。这些生产路线是传统甲醇逐步向可再生甲醇的过渡形式，其产品通常被称为低碳甲醇 (Low Carbon Methanol, LCM)。以国内目前运行的两套装置为例，两者的物料源头都是化石原料，但在回收CO2的同时也减少了碳排放。河南安阳顺利从工艺废气中提纯得到CO2并与焦炉煤气混合得到甲醇并联产液化天然气;斯尔邦9月投产的装置则是利用了PDH装置副产的氢气和盛虹炼化排放的CO2。

　　脱离船燃领域，全球范围内CO2减排运动将为可再生甲醇的发展提供宝贵的契机。运输行业毫无疑问是首要突破口。虽然在轻型乘用车市场中，电池、氢能汽车已然逐渐占据主导地位，但在重型卡车中的替代相对有限。与航运类似，电动重卡成本高、里程短且充电不便，并不满足工作环境的要求，因此在这些难以实现电气化的行业推广使用可再生甲醇具备可行性。甲醇汽油/甲醇汽车虽然早就提出，但当时仅将其视为能源多样化、减少石油依赖的途径之一，本质上与汽油相比没有太大优势，也始终未曾进入主流视野，仅仅在陕西、山西等少数几个地区试点运行。在运输行业之外，目前尚未见到工业领域的去石化过程，尤其是能化行业仍然依赖来自于传统化石原料中的碳元素。

　　成本高企是当前可再生甲醇面临的最大问题，也是产能瓶颈所在。无论是生物甲醇还是绿色甲醇，其生产成本都远远高于传统工艺。以绿色甲醇为例，根据相关测算在电力成本为0. 3元/kWh的假设下，一年产10万吨装置其每吨绿醇的完全成本约为4536元，远高于现有的化石甲醇。其中氢气的成本最高，达到3931元，而制备氢气的过程中电力成本又占据绝大部分，为3480元，占总完全成本的76.7%。当然，随着电解水技术的发展制氢成本有望下降，但现今的核心是在电力零碳化下如何降低能源成本，即可再生电力的成本问题。目前国内已有多套装置进入规划，结合生物质和风光电制氢生产甲醇，满足不断增长的绿色需求。

　　航运领域的去碳化为我们揭示了可再生甲醇广阔前景的一角，但要实现这一目标还需相关政策的不断推动，包括碳税的推出也有利于抹平可再生甲醇与化石甲醇之间的价差，同时也需要认识到这是一个极其漫长的过程。