我国甲醇燃料应用及发展前景浅析

我国甲醇燃料应用及发展前景浅析 摘要 近年来，国内甲醇燃料的消费量呈现逐年增加的趋势，2023年甲醇燃料在国内甲醇下游消费中占比达到近18%，是甲醇的重要消费下游。据醇醚燃料专委会数据，2022年我国甲醇燃料消费总量达到786.3万吨。我国甲醇燃料按照使用方向分类，可分为热力燃料和交通燃料两大用途，消费占比分别为87.2%和12.8%。 随着我国甲醇燃料应用技术不断走向成熟化，甲醇燃料产业链配套的政策措施、标准规范和技术保障体系也不断完善，我国甲醇燃料产业也不断发展壮大。我国甲醇汽车仍有较大发展空间，对甲醇燃料需求形成持续性带动。2024年4月我国已经完成首单绿色甲醇船对船同步加注作业，未来随着甲醇船舶数量的增长，甲醇船舶燃料的消费量也将进一步抬升。热力燃料具有环保、经济、安全和技术成熟等优势，甲醇燃料替代散煤用于工业锅炉已在多地推行，而甲醇燃料窑炉的使用和推广尚处于起步阶段，未来仍有广阔的发展空间，民用甲醇燃料则在广大农村地区具有广阔应用市场，未来或将为新农村建设贡献重要作用。相较车用甲醇燃料而言，甲醇热力燃料设备企业规模较小，市场集中度偏低，规模化发展仍有待进一步推进。 1、国内甲醇燃料消费现状分析 1.1甲醇供应情况 我国是甲醇产能大国，2023年我国甲醇产能达到近10836万吨，占全球甲醇产能的近59%，除此之外我国还是全球最大的甲醇消费国，2023年我国甲醇消费量为8403万吨，我国甲醇供应除了自产外，还在一定程度上依赖于进口，2023年我国甲醇进口量为1455.3万吨，进口依赖度达16%，中东是全球乃至我国的主要甲醇资源供给地。 富煤少气的能源禀赋背景下，我国甲醇生产工艺以煤制为主，占比约达66%，其次是焦炉气和天然气制法，产量占比约为13.24%和10.7%；相较之下，伊朗等中东地区以及美国等其他地区的甲醇生产地凭借丰富的天然气资源，多采用天然气制甲醇的生产工艺。据国际可再生能源署的建议，甲醇按照生产原料来源可划分为绿醇、蓝醇、灰醇和棕醇。传统灰醇主要通过煤与天然气的重整制取合成气，二氧化碳加氢合成工艺已十分成熟，因此绿色甲醇与灰色甲醇在合成工艺上并无太大区别，仅当原料二氧化碳和氢气的来源均为可再生时，合成的甲醇方可被认定为绿醇。 目前市场上的甲醇产品多为传统灰色甲醇，绿醇产量相对较少。绿醇的生产路线可划分52.77%17.96%7.51%6.52%5.75%2.24%2.18%1.68%1.20%0.86%0.75%0.45%0.12%国内甲醇下游需求结构煤制烯烃甲醇燃料甲醛MTBE醋酸二甲醚BDO氢气甲烷氯化物碳酸二甲酯DMFMMA甲醇制汽油 为电解水路线、生物甲烷路线和生物质气化路线，由于生物甲醇路线面临一定的原料供应、传统设备升级困难等问题，绿色电制甲醇或成为全球绿色甲醇供应的主要方式，但当下碳捕成本仍高、碳捕的技术成熟度较低等均制约绿色甲醇的规模化生产。 1.2国内甲醇燃料消费情况 甲醇除了是生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一，还可以用作燃料，尤其在双碳背景下，甲醇燃料的低碳属性成为其打开燃料市场的重要亮点。近年来，国内甲醇燃料的消费量呈现逐年增加的趋势，2023年甲醇燃料在国内甲醇下游消费中占比达到近18%，是甲醇的重要消费下游。 甲醇是全球业界公认的新型清洁绿色能源之一，甲醇燃料规模化应用具有环保性、经济性、安全性、可行性等优势。首先，甲醇作为一种清洁低碳的含氧液体燃料，具有燃烧高效、排放清洁的特点，其在燃料领域能够实现对传统化石能源的替代，相较传统燃料，绿色甲醇在生命周期评估中可将温室气体排放量减少高达95%，实现温室气体减排，尤其在清洁船用燃料领域的应用前景广阔，甲醇在能源低碳绿色转型、碳中和战略中发挥着重要作用。其次，我国甲醇制备技术成熟且产能丰富，甲醇燃料的资源禀赋优势使得甲醇燃料成本较低，是具有较强经济性的交通替代燃料。此外，在安全性方面，甲醇作为常温常压下为液态的能源，其辛烷值高于汽油，抗爆性更佳，而甲醇的着火下限高于汽柴油，使用上更为安全便捷；甲煤单醇, 65.57%煤联醇, 9.78%焦炉气制, 13.29%天然气法, 10.74%煤制, 75.35%国内甲醇生产工艺占比0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0200040006000800010000万吨国内甲醇供需情况甲醇产量甲醇表需量产量增速--右轴表需增速-右轴 醇用作热力燃料领域的配套设备安装和改造费用低，为甲醇在热力燃料领域的替代提供了可行性。 据醇醚燃料专委会数据，2022年我国甲醇燃料消费总量达到786.3万吨。我国甲醇燃料按照使用方向分类，可分为热力燃料和交通燃料两大用途，消费占比分别为87.2%和12.8%。热力燃料可划分为灶用甲醇燃料和锅窑炉用甲醇燃料，是国内甲醇燃料的主要应用方向，而灶用甲醇燃料在甲醇燃料中消费占比近57%，是国内甲醇燃料消费的主力，其次是锅窑炉用甲醇燃料，占比近30%；交通燃料主要包括M100甲醇燃料和汽油掺混使用，占比分别达近11%和2%。 从国内甲醇燃料消费地域分布情况来看，我国甲醇燃料消费分布较为广泛，分散在全国各个地区。华中地区甲醇燃料消费占比达22%，其次西南地区占比为19%，西北、华东和华北地区消费各占15%，华南和东北地区各占7%。我国甲醇消费量靠前的省份分别为陕西、湖北、贵州、四川以及山西，5个省份的合计消费量约占全国总消费量的38%，2022年甲醇燃料消费分别为77万吨、64万吨、60万吨、54万吨和46万吨。 灶用甲醇燃料, 452万吨, 57%锅窑炉用甲醇燃料, 233.9万吨, 30%M100甲醇燃料, 85.6万吨, 11%汽油掺混, 14.8万吨, 2%国内甲醇燃料应用情况 1.3甲醇热力燃料消费情况 甲醇热力应用是甲醇或以甲醇为主要原料进行调配，直接在特定设备上燃烧，以获得热能用于生产和生活。根据热力燃烧使用的专用器具不同，可分为灶用、锅炉用和窑炉用甲醇燃料。据醇醚燃料专委会数据，2022年我国灶用和锅窑炉用甲醇燃料消费量分别为452万吨和233.9万吨，占甲醇燃料消费的57.5%和29.7%。 甲醇燃料不仅污染小，相比液化石油气更便宜经济，此外甲醇燃料管线和灶具安装简单方便，相较管道天然气省去了额外的初装费，灶用甲醇燃料这一细分领域因此得到较好发展。2023年中国液化石油气表观消费量约8336万吨，民用和商业燃烧占比约达30%，灶用甲醇燃料仍有较大的市场发展空间。灶用甲醇燃料在地区分布上较广，位居首位的省份是四川省，消费量达到50万吨，其次是湖北省，消费量达48万吨，安徽、陕西、河南、湖南等地的消费量均达到30万吨以上，同为灶用甲醇燃料的消费大省，排名前六的地区灶用甲醇燃料消费量为223万吨，占比约为50%。。 甲醇作为工业锅炉燃料更具环保性，相较煤炭可大大减少颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的排放，燃煤锅炉污染排放问题引起国家和地方政府的重视，国内用甲醇燃料替代散煤用于工业锅炉已经在多地运行。除了环保优势外，甲醇锅炉本体可与柴油/天然气锅炉本体兼容，甲醇锅炉在使用上更灵活，甲醇锅炉装备涉及投资支出也相对较小，甲醇燃料本身也具有成本优势。据国家发改委公布的统计数据，目前国内锅炉总数超过60万台，年消耗原煤量达7亿吨，占全国煤炭消费量的18%以上，甲醇燃料锅炉在煤炭能源替代上仍有进一步发展空间。 甲醇燃料在工业窑炉行业的应用也逐渐成熟，目前将水煤气、液化石油气和天然气的窑炉改造成甲醇燃料窑炉的技术已经研发成功，且甲醇燃料窑炉具有烧制产品质量高、烧制成本低、生产更清洁、生产过程更安全等优势。根据中国煤炭协会的统计，全国永久性窑炉的总数超过16万台，且多为小型窑炉，耗煤量约达2.36亿吨。当下甲醇燃料窑炉的使用和推广尚处于起步阶段，随着行业技术的迭代和认识的提高，甲醇燃料锅炉仍有广阔的发展空间。山西省是国内锅窑炉用甲醇燃料消费量的第一大省，消费量达35万吨，其次是陕西省、山东省，消费量为28万吨和22万吨，排名前六的地区锅窑炉用甲醇燃料消费量为130万吨，占比约为55%。 1.4甲醇车用燃料消费情况 甲醇交通燃料根据交通工具不同可分为车用燃料和船用燃料两大方向，我国主要以车用燃料消费为主，按照汽车分类包含专用汽车（包括乘用车和商用卡车）、改装汽车。甲醇燃 料汽车具有国内燃料资源丰富、配套设施建设投入少、汽车制造及使用经济等显著优势，是实现国内石油规模替代的最有效路径之一。甲醇汽车的推广使用近些年来甲醇商用车的规模化应用使得车用甲醇燃料的使用量快速增加。2022年我国车用燃料消费量达100.4万吨，其中M100、M85甲醇燃料和汽油掺混甲醇燃料消费量分别为85.6万吨和14.8万吨，占国内甲醇燃料消费总量的10.9%和1.9%。M100、M85是车用甲醇燃料最主要的细分产品，目前中国车用甲醇燃料使用以M100为主，主要集中在中国西部地区，包括贵州、新疆、陕西和山西等地为主，消费量分别为33万吨、22万吨、17万吨和6万吨，这四个地区约占全国车用甲醇消费量的78%。 1.5甲醇船用燃料消费情况 甲醇作为一种新型船舶替代燃料，具有来源广泛充足、技术较为成熟、成本相对较低、减排潜力巨大等优势，尤其甲醇完全不含硫，与船舶发动机燃用重油相比，可降低99%硫氧化物 、60%氮氧化物和95%颗粒物的排放。甲醇作为常温液体燃料，相比LNG、氨和氢等更具安全性，甲醇燃料作为船舶用清洁燃料正在全球受到广泛的关注和重视，在国外实际应用较为广泛。世界航运巨头近年来已经布局甲醇燃料船舶领域，包括达飞海运马士基、中远海运和HMM等，据DNV 可替代燃料洞察平台 (AFI)的最新数据，截至2024年3月，全球已确认的甲醇燃料船舶共269艘，已运营船舶数量为33艘，其中25艘为油/化学品船、4艘为集装箱船，剩余236艘将于今年余下时间至2028年交付。据统计，2023年新订购的298艘替代燃料船中，甲醇燃料船138艘，超过LNG船的130艘。据国际海事组织预测，全球甲醇船舶数量将从当前的几十艘增长至2050年的约1450艘，而甲醇作为船舶燃料，其需求量也有望从当前的近50万吨增长至近3000万吨规模。 我国顺应全球航运绿色低碳发展的新趋势，加快绿色甲醇基础设施建设，担当着绿色甲醇燃料加注枢纽的重要角色，未来甲醇船舶燃料或将推动国内甲醇消费更上一步台阶。2023年3月24日，马士基与上港集团签订上海港船舶甲醇燃料项目战略合作备忘录，拟协作实现该公司在建甲醇双动力集装箱船舶于2024年交付后的绿色甲醇燃料港口船对船加注作业。2024年4月10日，中国首单绿色甲醇船对船同步加注作业在上海洋山港成功完成，中国首艘、世界最大的绿色甲醇加注船“海港致远”轮成功为马士基16000TEU甲醇动力集装箱船“Astrid Maersk”轮船对船同步加注共计504吨绿色甲醇，并实现集装箱装卸和甲醇燃料加注同时进行。 2、甲醇燃料未来市场展望 随着我国甲醇燃料应用技术不断走向成熟化，甲醇燃料产业链配套的政策措施、标准规范和技术保障体系也不断完善，我国甲醇燃料产业也不断发展壮大。我国甲醇汽车整车生产商龙头企业的技术和规模优势明显，产业和市场集中度较高。基于甲醇汽车技术创新水平的不断提高，我国甲醇汽车保有量稳步增加，甲醇汽车在越来越多的城市推广运行，我国甲醇汽车仍有较大发展空间，对甲醇燃料需求形成持续性带动。2024年4月我国已经完成首单绿色甲醇船对船同步加注作业，未来随着甲醇船舶数量的增长，甲醇船舶燃料的消费量也将进一步抬升。 热力燃料具有环保、经济、安全和技术成熟等优势，甲醇燃料替代散煤用于工业锅炉已在多地推行，而甲醇燃料窑炉的使用和推广尚处于起步阶段，未来仍有广阔的发展空间，民用甲醇燃料则在广大农村地区具有广阔应用市场，未来或将为新农村建设贡献重要作用。相较车用甲醇燃料而言，甲醇热力燃料设备企业规模较小，市场集中度偏低，规模化发展仍有待进一步推进。 甲醇的二氧化碳足迹因其生产和运输方式而异，以化石为原料的甲醇其生命周期内产生的二氧化碳排放要高于柴油，从而绿色甲醇成为甲醇脱