绿氢耦合化学合成氨或绿色甲醇项目继续增加

自今年年初以来，我国绿氢产业已进入加速发展阶段，许多大型绿氢示范项目已投入运营，30多个项目已进入建设阶段。新合同和规划项目的数量也在迅速增加，其中绿氢耦合化学合成氨或绿色甲醇项目也在继续增加。

是什么因素促进了绿氢产业的爆发，它背后的驱动力是什么？

1.分析国内绿氢合成氨和甲醇项目

根据橙色协会研究所的数据，2022年至2023年8月，我国不同阶段的绿氢甲醇或合成氨项目达到49个，其中绿色甲醇项目21个，绿氢合成氨项目28个。绿醇总产能已超过510万吨，绿氢合成氨总产能已超过570万吨。

资料来源：橘子会研究所

从时间上看，2023年以前，国内绿氢耦合化工主要以合成氨为主。2022年，国内绿氢项目涉及成氨项目13个，涉及绿醇项目仅6个，相关产能分别为244.9万吨和63.75万吨。自2023年以来，绿色甲醇和合成氨项目的启动速度不断加快。同期新增绿氨和绿醇项目15个，新产能分别达到325.1万吨和446.25万吨。绿色甲醇的新规划产能已超过新绿氨项目的产能。

从项目分布来看，我国绿色醇、氨项目集中度较高，多分布在风景资源丰富的三北地区。资源禀赋和地方政策引导不乏支持因素。其中仅内蒙古就有11个规划、签约、在建绿醇项目。目前内蒙古累计产能超过352.75万吨(部分项目未公布产能信息不计入)，占国内总绿醇规划产能的69.36%。

此外，目前内蒙古有15多个绿氨项目，累计规划产能328万吨，累计产能占57.54%。中国最大的绿色甲醇项目——吉道能源和中广核新能源投资建设“风景制氢100万吨绿色甲醇项目”(已签合同)，最大的绿色合成氨项目——水木明拓氢能科技有限公司投资建设“新能源氢联产无碳燃料配套风光发电一体化示范项目(一期)”(已开工)，均已落地内蒙古。

数据来源：橙色研究所

从项目规划产能来看，绿色酒精和氨项目大规模化趋势明显。国内绿色酒精和氨项目规划产能多集中在10-50万吨范围内的中大型项目，项目集中度超过53%，超大型绿色酒精和氨项目50万吨/年以上；不到10万吨的项目只有6个。

数据来源：橙色研究所

但从项目状态来看，已开工投产的项目数量较少，大部分绿色醇、氨项目仍处于签约规划的早期阶段(具体项目见文末附表)。绿色甲醇、绿色合成氨产品的下游需求和实质性应用存在诸多经济问题。

二、绿色甲醇、合成氨成本经济分析

资料来源：橘子会研究所

根据各方披露的数据，绿氢和二氧化碳的成本约占绿色甲醇项目生产成本结构的90%，综合土建和施工设备的折旧和合成成本约为10%。在绿氢的成本结构中，电力成本约为77%，设备折旧、耗水等成本分别占9%和1%。由此可见，电力成本是影响绿氢合成甲醇的核心因素。

电解水制氢一标方氢气需要3-5度左右，11.2标方氢气需要1公斤左右，所以电解水制氢1公斤耗电约35-55度，中间值45度计算一公斤氢气的电力成本。kWh，每公斤氢气的电力成本约为13.5元；当可在生能源电价为0.2元/元时kWh，每公斤氢气的电力成本约为9元；当可在生能源电价为0.1元/元时kWh，每公斤氢气的电力成本约为4.5元。

来源:橘子会研究院计算:

乐观估计最终对应电价分别为0.3元//kWh、0.2元/kWh、在0.1元/kWh的情况下，每公斤绿氢的成本分别为17.53元、11.68元和5.84元。

根据绿色甲醇合成的物料平衡结构，1t甲醇所需的二氧化碳用量为1.375t，氢用量为0.1875t，不考虑物料损耗。根据橙子研究所的计算，假设二氧化碳的成本约为300元/t，如果可再生能源电价为0.3元/kWh，每吨绿色甲醇的成本约为4110元；如果可再生能源电价为0.2元/kWh，每吨绿色甲醇的成本约为2891.6元。

目前，甲醇的市场价格约为每吨2200-3000元。因此，只有当绿氢成本低于12元/公斤时，绿色甲醇才能勉强与传统煤化工业甲醇平衡。此时，可再生能源的电价需要降至0.2元/公斤以下。

同样，在绿色合成氨工程的成本结构中，原材料成本约占80%，综合土建施工设备折旧合成成本约占20%。1吨合成氨不考虑物料损耗，需要0.1764吨氢气和0.8235吨氮气。根据合成氨氮气1500元/吨的情况，橙色协会研究院计算，如果可再生能源电价为0.3元/kWh，每吨绿色合成氨的成本约为5409元/吨；如果可再生能源电价为0.2元/kWh，每吨绿色合成氨的成本约为4119.5元。

现阶段氨的市场价格在每吨3000-4000元左右。同样，绿氨生产需要可再生能源电价降至0.2元/kWh以下才能经济。

根据青海省人大常委网站数据，目前青海省绿电上网平均价格最低，上网交易价格约为0.202元/kWh，0.2118//2118/kWh,河南电价约0.3217//kWh。在我国绿电交易机制中，绿电交易通常比当地燃煤标杆电价溢价0.02053-0.1055元/kWh。即使在绿色甲醇和绿色合成氨集中的内蒙古，新能源上网电价也达到0.28元/kWh，总的来说，目前我国大部分地区的绿色醇、氨项目还没有经济性，可再生能源电价仍需进一步下降。

三、分析绿色甲醇和绿氨需求的支撑因素

目前，中国有49个绿氢甲醇或合成氨项目。从区域角度看，70%的绿色甲醇和50%以上的绿氨项目集中在内蒙古。除了内蒙古自身的风光电资源禀赋和能源转型战略需求外，这也与内蒙古独特的电网优势有关。

橙色协会研究所在内蒙古研究了解到，为什么内蒙古可以大规模启动风景储氢一体化项目，当地消耗绿色甲醇和绿色合成氨？这得益于蒙西电网的系统优势。

众所周知，目前我国绿氢生产仍难以完全离网制氢，需要部分网电参与。蒙西电网覆盖内蒙古大部分地区，是唯一独立的省级管理电网企业，机制相对灵活，可以利用电网参与风景不稳定发电氢波动，这是蒙西电网覆盖地区（呼和浩特、包头、锡林郭勒、乌兰察布、鄂尔多斯、巴彦淖尔、乌海、阿拉善联盟）发展风景氢储存一体化项目的独特优势。

在应用方面，目前国内合成氨下游消费主要由农业消费和工业消费组成。其中，农业氨占氨总量的70%以上，主要用于肥料生产。产品包括尿素、磷肥等。除化学原料外，国内甲醇下游还用于农业、林业、畜牧业、添加剂等领域。

此外，橙色研究所认为，根据合成氨和甲醇的下游需求增量分析，氨的传统应用需求没有大的增量空间，如果没有“绿色替代”在硬性要求下，绿氨在现阶段对传统合成氨没有替代优势。

但国内甲醇本身的需求缺口相对较大，2022年国内甲醇进口量为1219.3万吨，占当年表观消费量的13.11%。传统煤制甲醇项目的建设受到明确政策的限制。绿色甲醇作为一个明确的鼓励发展项目，随着可再生能源电价的下降，可能有机会弥补这一差距。与此同时，国家实施能源资源安全战略，为甲醇燃料提供了广阔的发展空间。

自2005年以来，甲醇作为燃料在中国开始试点推广，随后推广力度逐渐加大。现阶段，在航运领域，绿色甲醇替代燃料的需求逐渐凸显。

在交通领域，特别是航运领域，替代燃料电池船的订单数量逐年增加。根据船舶经纪服务提供商克拉克森的数据，2021年至2023年前7个月，替代燃料船总订单占32%、60%和46%。甲醇作为替代燃料呈现快速增长趋势。

数据来源：国际船舶网络，橙色协会研究所整理

据挪威船级社报道（DNV）数据显示，2023年，甲醇燃料船订单开始逐渐超过LNG燃料船订单。最新数据显示，7月份有62艘新型燃料船，其中48艘甲醇动力船，14艘首次超过LNG动力船。再加上7月份的新订单，世界上甲醇燃料船总数已经超过200艘。

根据英国劳氏船级社（LR）甲醇船用燃料报告预测，到2030年，甲醇动力船将占手持订单的20%。

虽然氨也被认为是替代燃料的有效选择之一，但据报道，氨替代燃料船有订单，但目前交通领域氨动力系统的研发仍处于实验室阶段，没有大规模推广的基础，氨作为燃料尚未得到监督和批准。然而，氨仍被业界认为是未来多渠道减碳措施的重要替代燃料之一。

来源:公开资料，橙会研究院整理

甲醇作为燃料在汽车和航运中的应用已经有好几年了。现在航运业对甲醇作为替代燃料有了新的需求，这可能是推动绿色甲醇项目增长的外生动力之一。随着国际海事组织MEPC 80减排目标的正式启动和欧盟碳税政策的即将生效。世界航运巨头为了加快能源转型，布局了环保船舶，其中绿色甲醇燃料已成为航运公司投资新船的主流选择。

行业专家认为，甲醇船舶可以实现零碳排放的整个生命周期，虽然液化天然气比传统燃料更环保，但仍会有碳排放问题，目前主要港口基础设施建设，使用甲醇作为燃料，需要更换基础设施设备的变化，因此是一个相对方便的趋势。

然而，在这个阶段，由于绿色甲醇产量较低，甲醇供应可能成为航运业需要面临的问题，较低的供应可能会推高价格。基于这一需求，绿色甲醇可能会形成成本支撑，并形成一定的经济效益。

根据国际船舶网络数据，到2023年上半年，全球前四大航运集团新订购了100多艘甲醇双燃料动力集装箱船，预计将于2025年左右交付，每年消耗数千万吨绿色甲醇。

今年4月至6月，中国企业大连船舶、扬子江船业等公司签署了12艘甲醇动力大型集装箱船（9000TEU以上）订单，成为法国达飞、丹麦马士基等相关造船项目的独家供应商。

据悉，在国内绿色甲醇供应项目方面，大连船舶与浙能集团共同投资建设的1万吨/年风电制氢合成甲醇项目将于本月开工。浙江能源集团下属迈领公司在项目启动前与世界知名班轮公司签署了采购意向书，许多其他航运公司正在谈判电气绿色甲醇的预购。据IRENA预测，到2050年，全球绿色甲醇预计将达到4亿吨，是传统甲醇的4倍。

除了促进燃料替代需求外，作为氢储运载体，它还支持一些绿色醇和氨项目。根据牛津能源研究所的数据，液氢、甲醇和液氨是氢载体。在比较了整个价值链中的热力学和转化损失后，液氨是最有效的跨洋氢输送载体。甲醇是成本方面最具竞争力的选择。

在陆路运输方面，以液氨为例。根据中石油在氨能应用现状和前景中的计算，100公里内液氨的储运成本为150元/吨，500公里内液氨的储运成本为350元/吨，仅为液氢储运成本的17%。甲醇在室温下具有液体的突出优点，储运接近石油，使其储运成本降低。

附件:国内绿色甲醇和绿氨项目49个细节表

数据来源：橙色氢能数据库