绿色甲醇作为一种重要的化工原料和燃料，由可再生的二氧化碳和清洁的氢气制取而成，其全生命周期可实现净零排放，成为甲醇产业深度脱碳、转型和升级的首选，引起全球的关注。本文就绿色甲醇的制备工艺及现有国内外项目信息进行摸底调研。
绿色甲醇制备工艺
甲醇按照制备方式不同可以分为传统化工制甲醇和绿色甲醇，传统化工制甲醇又可以分为煤制甲醇和天然气制甲醇，绿色甲醇又可以分为电制甲醇和生物甲醇。
甲醇的主要生产路线
1.1 传统醇制备工艺
（1）煤制甲醇工艺
煤制甲醇是以煤为原料生产甲醇的技术，煤与来自空气中的氧气在气化炉内制得高CO含量的粗煤气，按照一定碳氢比加入H2，经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后得到甲醇合成气，再经过压缩、合成等工序制得含水粗甲醇，经过精馏工序精制得到产品甲醇。
煤制甲醇工艺流程图
（2）天然气制甲醇工艺
天然气制甲醇是以天然气为原料生产甲醇的技术，有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽转化法应用得最广泛，它是在管式炉中常压或加压下进行的。由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度，一般是在管间燃烧某种燃烧气态来实现，转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取。
天然气制甲醇流程图
1.2 绿色甲醇制备工艺
1.2.1 绿电制甲醇制备工艺
绿电制甲醇工艺包括电解水制氢后催化合成甲醇、电解水和二氧化碳制合成气后催化合成甲醇、由水和二氧化碳直接电催化合成甲醇。电解水制氢后催化合成甲醇是使用可再生电力通过电解水工艺制氢，然后与CO2催化反应形成绿色甲醇，这是最简单也最成熟的方法。电解水和二氧化碳制合成气后催化合成甲醇的方法是通过电解生产合成气(CO和H2两种成分)，然后根据传统甲醇生产方式将合成气转化为绿色甲醇，这种方法可以实现更高的转化效率。CO2和水直接转化为甲醇的方法由于实验室规模的效率和产量有限的原因，尚处于研究阶段。
三种绿电制甲醇工艺
1.2.2 生物质甲醇制备工艺
（1）生物甲烷制甲醇
生物甲烷路线是以畜禽粪便、城市垃圾为原料，通过厌氧发酵获得沼气（其中甲烷含量在50%左右），在沼气应用于重整器材料之前，需要对其进行预处理，使质量与石油天然气相同，然后再走天然气合成甲醇路线得到绿色甲醇，其中沼气成本是影响绿色甲醇成本的最主要因素。
生物甲烷制甲醇工艺流程图
（2）生物质气化制甲醇
生物质气化路线是用农林固体废弃物经气化工艺热解为合成气再进行甲醇合成。其技术原理与煤气化产甲醇路线相近，最大的区别是原料为生物质，在理化性能上与煤炭有一定差异。生物质气化制甲醇工艺包括原料预处理、气化、气体调节和清洁等步骤。原料预处理是对原料送入气化炉之前以某种方式进行均化处理；气化是在气化炉内进行，气化炉是原料转化至合成气(包括各种杂质)的高温转化器，其中反应所需的热能通常由一部分纯氧原料提供，也可以通过某种热交换间接提供，气热解为合成气后的主要成分为CO、CO2、H2，要求纤维素碳氢比为1:2，甲醇碳氢比为1:4；气化步骤结束后，未经处理的粗制合成气需要进行清洁和调节以达到甲醇合成供应商规定的质量水平。
国内一些科研机构与技术公司已在原料适应性方面做了加压固定床、加压循环流化床等方面的工业化尝试，取得一定经验。短期来看，生物质气化路线具有成本较低、原料来源丰富，容易大型化的优点，国外已有这条路线的工业化装置，利用生物质和废弃物气化生产绿色甲醇也是我国大多数地区最为经济的途径，但在国内尚没有成功案例。
生物质气化制甲醇工艺流程图
1.2.3 生物质甲醇制备工艺
（1）生物质气化与电制甲醇联合工艺
生物质制甲醇由于气化反应的吸热特性(耗能)，气化炉中会产生CO。同时，甲醇合成的最佳H2/CO比接近2，而这些原料生产的合成气混合物中H?/CO含量较低，为了调节这一比例，合成气中的部分CO通过WGS（水煤气变换）与水反应转化为H2，这一过程同样会产生过量的CO2，因此生物质制甲醇的表观转化率会降低(Reschetilowski，2013 年)。这种方案的整体碳效率约为50%，意味着原料中只有约50% 的碳最终转化为甲醇，剩余部分CO?没有得到充分的利用。因此，为了提高碳利用率可以通过剩余的CO2与其他来源的氢气发生反应，从而生产更多的甲醇，可以通过结合生物甲醇方案和部分绿色甲醇方案的混合工艺实现，在这一工艺中，生物质中约100%的碳最终以甲醇产物中的碳形式存在，所需氢气由使用可再生能源的电解水提供。整个过程分为两部，第一步是注入氢气以使H2/CO比大约为2，从而免除对于WGS（水煤气变换）反应的需求；第二步是注入足够的H2，与剩余的CO2发生反应生成甲醇。
以生物质或城市固体废物 (MSW) 为原料联合生产甲醇
（2）生物甲烷与电制甲醇联合工艺
沼气预处理过程种会产生CO2，则需要更多H2与CO2合成甲醇，进一步减少该工艺碳排放的方法是使用可再生能源电力加热重整炉，Haldor Topsoe 正在开发的工艺便是如此。2020年末，柏斯托(Perstorp)宣布在瑞典斯泰农松德市(Stenungsund)的 Project AIR 下建立使用这一技术的甲醇工厂，该工厂旨在替代 20 万吨的化石基甲醇，并计划从2025年开始生产可再生甲醇(Perstorp，2020年)。原料中的所有碳最终几乎都能够以甲醇产品中的碳形式存在，从而大幅提高给定数量沼气的产能。从碳利用的角度来看，相比当前沼气应用于发电和供热或以生物甲烷形式作为车辆燃料的使用效率更高。
以沼气为原料进行生物甲醇和绿色甲醇联产
1.3 绿色甲醇技术路线对比
绿色甲醇产业发展进程中，生物质气化路线（生物甲烷和生物质气化路线）的技术相对成熟、项目开发周期较短，可作为前期技术路线。电解水路线作为中远期技术路线具有较好前景，降本空间大。生物甲醇具有成本优势，收集规模及稳定性需规范化发展，市场潜力巨大。
国外绿醇制造情况
2.1 国外绿醇项目
国际组织甲醇协会（Methanol Institute, MI）与芬兰公司GENA Solutions Oy合作，统计了全球各国的甲醇项目。根据该数据来源，截至2024年6月27日，除中国外的全球甲醇项目共有102个，累计产能13,269,500吨/年。
按照所在国家划分，从项目数量的角度来看，西班牙、丹麦、美国、德国、瑞典是海外国家中项目数量最多的5个国家，数据依次为13、10、10、9、9。
从项目产能的角度来看，美国、西班牙、澳大利亚、荷兰、印度是海外甲醇项目规划产能最多的5个国家，产能数据依次为每年289.9万吨、120万吨、91.8万吨、89.9万吨、82.9万吨，所占百分比依次为22%、9%、7%、7%、6%。
从生产甲醇的类别来看，生产电制甲醇的项目有64个，生产生物质甲醇的项目有38个；电制甲醇的规划产能为801.25万吨/年，生物质甲醇的规划产能为525.7万吨/年，两类甲醇所占的百分比分别为60.4%、39.6%。
从项目所处阶段来看，公布或可研阶段的项目有73个，规划中的项目有13个，建造中的项目有5个，运营中的项目有11个，四类阶段对应的规划产能及百分比如下。
2.2 代表性企业
企业方面，参与上述项目的企业按总计产能排在前五的分别是HIF Global（248.5万吨/年），OCI Global（100万吨/年），ReNew Energy Global（80万吨/年），ABEL Energy（60万吨/年），Orsted（50.5万吨），分别参与了5、4、2、2、4个项目。
（1）HIF Global
HIF Global，全名Highly Innovative Fuels Global。该公司于2016年创立，并得到了德国汽车制造商保时捷的支持，目前已成为世界领先的电子燃料（eFuels）企业，并在美国、智利、澳大利亚、德国都开设了办公点及工厂，与西门子、庄信万丰、出光兴产等多家企业都建立了合作关系。其目标是成为全球最大的电子燃料制造商，到2035年日供应15万桶电子燃料。
HIF Global参与的绿醇项目如下：
（2）OCI Global
OCI Global是全球氮气、甲醇和氢气领域的领导者，是世界第三大氮肥制造商、第五大甲醇制造商，也是目前旗下运营中的绿醇工厂产能最高的企业。其总部位于荷兰，已在美国、英国、阿联酋、埃及、阿尔及利亚等国开设了办公点及工厂。OCI Global也是全球船运巨头马士基的合作伙伴，为公司第一艘绿色甲醇燃料船舶的首航提供绿色生物甲醇。
OCI Global参与的绿醇项目如下：
（3）ReNew Energy Global
ReNew Energy Global是印度首家在纳斯达克上市的绿色能源企业。该公司于2011年成立，并在当年9月得到了高盛的注资，对印度的光伏、绿色氢基能源等产业都有参与，并成为了2023年全球独角兽企业500强之一，与多家亚洲公司进行了合作，包括日本电力公司JERA、思拓新能源（Sol-bright）、马来西亚Gentari等。
ReNew Energy Global参与的绿醇项目如下：
（4）ABEL Energy
ABEL Energy是澳大利亚主要的绿氢绿醇制造商和出口商。该公司于2020年成立，旗下工厂集中在大洋洲国家，目前已与墨尔本港、马士基、Svitzer等签署了谅解备忘录，并与庄信万丰、蒂森克虏伯进行了合作。
ABEL Energy参与的绿醇项目如下：
（5）Orsted
Orsted总部位于丹麦，前身为丹麦石油与天然气公司，并于哥本哈根证券交易所挂牌上市，是丹麦最大的能源公司，也是全球最大的海上风电开发商。该公司先后与英国BP公司、航运公司马士基、微软公司、越南计划和投资部等进行了合作，其88%的能源来自可再生能源。
Orsted参与的绿醇项目如下：
国内绿醇制造情况
3.1 国内绿醇项目
在2023年航运业给绿色甲醇带来了新的需求后，国内的绿醇项目呈现爆发式增长。截至2024年6月21日，已有109个绿醇项目，累计产能50,373,600吨/年。
按照项目所在地划分，从项目数量的角度来看，北方地区的项目较多，各省份中数量排名前五的依次为内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东，具体数据分别为30、19、15、8、6。
从项目产能的角度来看，北方省份的规划产能同样排在前列，产能最多的五个省份依次为内蒙古、辽宁、吉林、湖北、黑龙江，其规划产能及百分比分别为1602.17万吨（32%）、1409万吨（28%）、733.7万吨（15%）、300万吨（6%）、250万吨（5%）。
从生产甲醇的类别来看，生产电制甲醇的项目有46个，生产生物质甲醇的项目有51个；电制甲醇的规划产能为3220.77万吨/年，生物质甲醇的规划产能为1726.59万吨/年，两类甲醇所占的百分比分别为63.9%、34.3%。我国生物质资源较全球其他国家有一定优势，生物质甲醇生产项目也相应较多。尽管如此，我国风光能源的利用则更胜一筹，从规划产能的角度来看，电制甲醇的规划产能要远大于生物质甲醇。除此之外，另有12个项目暂未公布将用的制造工艺，这12个项目仅处于公布阶段，共有90万吨/年的产能。
从项目所处阶段来看，我国绝大多数的项目尚处在早期阶段，已在运营中的只有行业发展初期开始的示范项目。具体为，公布或可研阶段的项目有88个，规划中的项目有10个，建造中的项目有9个，运营中的项目有2个，四类阶段对应的规划产能及百分比如下。
3.2 代表性企业
企业方面，参与上述项目的企业按总计产能靠前的分别是中民（辽宁）实业集团（1300万吨/年）、运达股份（750万吨/年）、吉道能源（270万吨/年）、中能建（249万吨/年）、国电投（235万吨/年），分别参与了4、3、3、8、9个项目，大部分项目都处于公布或可研的早期阶段。具体参与项目信息如下：
由上述数据可见，我国仍处于绿醇产业的早期阶段，绝大部分项目仍处于公布或可研阶段，相应的产能也只是一个大概的数字。无论是国有还是民营企业，目前虽准备了已备案的项目，但正处于观望的态度，相信绿醇产业的经济性一旦被证实，商业化模式被探索出来，中国的庞大绿醇产能也会很快落地。
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