氫基能源“突圍賽”,綠色甲醇走向臺前

2003年,白雲峰告別了工作多年的火電企業,轉身投入環保事業,一邊適應着從國企領導層到非公企業高管的角色轉變,一邊思考着如何將公司的脫硫裝置、方案推向市場。那一年,我國電力體制改革如火如荼,火電開工、投產規模創下歷史新高。雖然愈發頻繁的酸雨和沙塵暴帶來諸多不便,國家也出臺了相關政策,但環保,還只是小衆賽道。

2011年,在公司作爲首個登陸東京證券交易所主板的中國企業上市近4年後,白雲峰辭去了博奇環保CEO一職,收購併改組國能中電集團,踏上再次創業之路。除了污染物控制,這次他想將業務範圍擴大到固廢處理、綠色農業和現代能源開發等領域,因爲“只有這樣才能從源頭解決環保問題”。那一年,環境污染正因爲“讓人看不清”而被更多普通人“看見了”,頻繁的霧霾天氣成爲當年的十大氣候事件之一,環保產業在防治污染、保衛藍天的現實訴求推動下,駛向了發展黃金期的入口;與此同時,電力行業也走到了歷史關口,傳統火電廠在煤價飆升和保供壓力的夾擊下深陷虧損泥潭,剛在新能源領域興起的光伏產業則遭遇歐美“雙反”打擊,正逐漸將業務迴流至國內,也正是在這一年,火電廠大氣污染物排放新標準、光伏標杆電價政策相繼出臺,成爲此後我國能源體系深刻變革的先聲。

2024年,我國“雙碳”目標提出後的第四年,“新型電力系統”概念提出後的第三年,綠色轉型、低碳環保、新能源已然成爲了時代顯學,但在步入發展高速路後,技術瓶頸、商業化門檻也很快凸顯,綠電消納難、產業波動大、降碳阻礙多、融合壁壘高等問題接踵而至。

哪條路能讓我們更安全、高效地通往“零碳”未來?

“想做大做強綠色低碳和新能源產業,一定要進行整合,否則就是死路一條”。在這一賽道鏖戰了二十多年後,白雲峰向鈦媒體APP分享了自己的思考所得和解決方案,在一張名爲“低碳現代能源體系”的示意圖中,他念茲在茲的環保事業、從事多年的發電行業以及被視爲未來能源的氫能都被囊括其中並銜接整合,彷彿一段厚重的歷史被寫進了未來,而這條路徑的終點,是一個剛剛站上起跑線的產業:被稱爲“液態陽光”的綠色甲醇。

液態陽光

“把陽光裝進瓶子裡。”

白雲峰迴溯自己與綠色甲醇的淵源時,認爲是新加坡國立大學前校長、中國科學院大學高級顧問施春風的這句話啓發了自己。

根據他的回憶,那是在2021年,彼時國能中電集團主營的節能環保和生物質業務順風順水,但在生物質天然氣生產過程中,釋放出的約45%高純度綠色二氧化碳卻始終無法得到有效利用,讓執着於“節約能源”“循環經濟”的白雲峰一度“抓狂”,而且,他求索多年的現代能源體系實現路徑也仍缺少“一錘定音”的關鍵一環。

那時,他已經知道了施春風等科學家成立“液態陽光聯盟”專攻綠色甲醇技術的故事,但並沒有深入研究。直到在一次與施春風的交流中,他了解到,綠色甲醇不僅能夠實現二氧化碳的消納利用,也是極具發展前景的綠色儲能介質和燃料。無獨有偶,幾乎同時,他還讀到了1994年諾貝爾化學家得主喬治·奧拉的著作《跨越油氣時代:甲醇經濟》,這本書詳盡分析了各類化石能源和新能源的源流、所長以及侷限,並將“發展甲醇經濟”視爲“後油氣時代”能源、化工業清潔用能的最佳解決方案。經過進一步思考研究後,他決定切入綠色甲醇賽道。以此爲始,國能中電開始積極佈局相關業務,並將綠色甲醇作爲低碳現代能源體系的核心,探索實現路徑和產業模式。

綠色甲醇究竟有何特殊,又何以被稱爲“液態陽光”呢?

根據相關概念體系首創者施春風的解釋,“液態陽光”就是利用太陽能等可再生能源,將水和二氧化碳轉化爲液態燃料,陽光的能量變爲化學能儲存其中,以用於發電、供熱、工業、交通等各類場景,這套能源體系能夠在化石能源退場後扮演“新型石油”的角色。他還研究發現,綠色甲醇具備穩定高效、能量密度大、能夠長距離運輸等優勢,是最契合“液態陽光”體系要求的終端化學物質,在淨零排放實現路徑中也極具競爭力。自此,綠色甲醇也成爲了“液態陽光”的代名詞。去年3月,在“液態陽光研究院及產業化示範基地”落地儀式上,施春風談及在中國發展“液態陽光”的意義時表示,中國有着明確的“碳中和碳達峰”目標和規劃,太陽能資源也非常豐富,有很大的潛力實現“液態陽光”的規模化產業化,也相信這一模式能爲更多人創造更加美好的未來。

鈦媒體APP還了解到,白春禮、張濤、李靜海、李燦等中科院院士近年來都致力於推動綠色甲醇的研究和發展。在今年3月召開的中國國際儲能展開幕式上,鈦媒體APP從中國科學院大連化學物理研究所李燦院士的演講中獲悉,相比於其他新能源儲能技術,綠色甲醇在響應時間、能量密度、儲能效率、安全性等關鍵參數上都具備明顯優勢,是“非常理想的太陽能和二氧化碳資源化利用方式”。此外,產生於氫也能便捷還原成氫的綠色甲醇,還有助於解決氫能儲運難等問題。不過,他也談到,光伏等可再生能源發電、電解水制氫以及將氫、二氧化碳合成爲甲醇是“液態陽光”體系的三大核心技術,目前後二者在技術、經濟性方面亟需突破,規模化發展的探索仍在路上。

另闢蹊徑

“成本太高是最大的問題”。曾在大型央企參與過綠色氫氨醇一體化項目的一位研究人員對鈦媒體APP總結道。在他眼中,氫、氨、醇均屬氫基能源,前綴加上“綠”字後,已有成爲新能源領域“風口”之勢,近年來愈發受到政策的青睞和市場的矚目。但在廣闊前景到來前,製取過程成本高企、經濟效益無法凸顯已是現實,“賠錢賺吆喝”讓商業化前景似乎看得見摸不着。想要真正實現產業化發展,這些被看好的技術都需打贏自己的“突圍賽”。

在研究破局之道時,行業普遍將目光聚焦於降低綠氫製取上,但想壓縮普遍超過30元/kg的成本並不容易,何況,在經歷了去年的爆火後,今年綠氫發展明顯“遇冷”,投融資、項目開工和產能增速明顯放緩,一些主體業務經營承壓的企業,漸漸沒法拿出更多的“餘糧”投入到不賺錢的氫能業務中。而綠色甲醇的製取同樣需要綠氫,部分項目也因此遇到了難題和壓力。

不過,也有觀點認爲,這種“退潮”只是暫時的,無論是綠氫綠醇,都會在未來能源系統中佔據一席之地,而在大部隊降速之時,也是建立領先優勢的良機。

但想抓住這個機會,還需要一些另闢蹊徑的方法。白雲峰把更多的注意力集中在了綠色甲醇的另一大來源—綠碳身上。

“在公司一路走來的發展路徑中,這也是一個必然且合理的選擇”。白雲峰向鈦媒體APP梳理了國能中電業務板塊拓展的歷程,以便廓清目前的商業模式和“液態陽光”發展規劃:在國能中電躋身環保賽道不久後,秸稈、糞污等農業廢棄物處理就被納入了公司業務版圖,這些廢棄物經過集中、發酵就能夠產生沼氣,而沼氣中的55%是甲烷氣,在經過壓縮提純後,就能夠獲得人們日常使用的天然氣,而在厭氧發酵過程中,還能夠產生有機肥,國能中電又依託於此拓展了包括生物有機肥、生物菌劑、土壤改良劑等在內的綠色農業業務。雖然這些項目收益可觀,但就如前文所述,在沼氣中佔比45%的高純度綠色二氧化碳始終沒能派上用場,直到“液態陽光”綠色甲醇業務啓動。

這些來自生物質能的二氧化碳被視爲標準的“綠碳”,以前只是公司環保業務中的沉默成本,有了與綠氫一起耦合成綠醇的作用後,就產生了新的經濟價值,而在行業另一種生產路徑上,通過直接空氣捕集所得的綠碳,不僅純度較生物質綠碳更低,其成本更是普遍在1000-2300元/噸之間,會導致生產總成本增加近1/3。

這種比較成本優勢,讓國能中電的綠醇業務快速得到了落地機會,不到三年內,共計18個項目得到推進,累計投資規模達334億元,其中4個項目已與地方政府簽訂相關協議,作爲標杆的松原風光生物質制儲氫碳中和循環利用項目預計2025年底就將全部建成投產,其風電、光伏裝機總規模達1.2GW,年制氫規模約4.28萬噸,綠色甲醇產能約25萬噸。

市場初興

在目前國內綠醇實際年產能還停留在千噸級別的情況下,國能中電的項目引發了一些討論,不少同行也在關注其經濟效益、商業模式能否走得通。

對於技術落地前景,白雲峰顯得很有信心。在他看來,掌握核心硬科技、擅長集成整合、用工業化的發展路徑避免被單一原材料或技術“卡脖子”,這些在環保領域制勝的法寶,同樣適用於具有相同基因的“液態陽光”業務。

但相關業務的商業落地情況,終究要看市場需求的臉色,好在自去年起,綠色甲醇的市場已經逐漸興起。

首先爆發的是航運需求。馬士基、達飛、中國船舶集團和中遠海運等航運業巨頭目前都在加碼綠醇,最典型者如馬士基,去年11月就與國內風電龍頭金風科技簽署了全球航運業首個大規模綠醇採購協議,該協議採購規模達50萬噸/年,預計自2026年首產持續到2030年後。今年4月,馬士基的集裝箱船還在我國上海港完成了國內首次“船到船”甲醇燃料商業加註。

航運巨頭們採購或投建綠色甲醇的直接動力是脫碳要求。根據雲道資本的梳理,船舶航運目前承擔了全球貿易運輸總量的90%以上,其動力來源以燃油爲主,是碳排放的“重災區”。此前,國際海事組織(MIO)制定了初步減排戰略,計劃到2050年實現零排放。而歐盟今年已將航運納入到其碳排放交易體系(ETS)中,並要求在2027年完成全覆蓋,出入歐洲的商船如果降碳未能達標,船東就需以目前66歐元/噸且未來仍普遍看漲的價格購買碳配額。而在各種船舶清潔燃料中,綠色甲醇因轉換成本低、可獲得性高、基礎設施相對完善等優勢被普遍認爲是當前最具可行性的替代方案。此前,馬士基中國脫碳業務總監卡卡就曾在公開場合表達過對綠色甲醇的迫切需求,稱公司2023年已投運船舶綠醇需求量已增長到1萬噸,到2025年,這個數字還將增加70餘倍。而根據白雲峰的預測,到2027年,航運業整體的綠色甲醇需求或將達到2000萬噸到3000萬噸左右的量級。市場中更激進的預測則認爲,到2030年這一市場就將達到1億噸甚至2億噸的規模。

同樣是在交通運輸領域,主要用於貨運場景的甲醇汽車也備受矚目。目前吉利的甲醇汽車已規模化運行近3萬輛,並推出了甲醇重卡、輕卡、小卡、客車等多種產品。白雲峰也認爲,在2030年到2040年期間,綠色甲醇燃料電池成本、續航問題得到進一步解決後,會逐漸在陸路交通中替代一部分石油、柴油使用場景。

從更長期來看,當綠色甲醇的成本加上綠色溢價能夠低於化石燃料制甲醇時,就能進一步在制烯烴、甲醛等領域實現綠色替代。此外,用於氫能儲用的甲醇加氫站、通過燃煤鍋爐改造而成的甲醇鍋爐和主要用作畜禽飼料蛋白的甲醇蛋白都是可預期的綠醇應用場景。

衆人拾柴

“我們國家有充沛的風能太陽能資源,也有大量的生物質資源,但就目前來看,綠電消納困難、生物質能得不到有效利用也是現實。”在白雲峰看來,“液態陽光”不僅有助於紓解這兩大能源資源體系的困局,對於氫能儲運利用、農業種養循環、全產業鏈降碳減排、資源循環利用等也十分關鍵。

但無論功能效用有多強大,市場前景有多廣闊,產業化還是需要更多力量的加入、一步步的積累才能做大成形。同樣是基於生物質能的產業,生物質發電近年來就因始終未能形成規模效應,在補貼退坡後發展受阻,甚至變得愈發“小衆”。

“作爲一個民營企業,只要每年生產50萬噸到100萬噸的綠色甲醇,我們就能過得很好。但想要實現這套體系的價值,還遠遠不夠。我希望有更多的人加入進來,衆人拾柴才能火焰高。”在白雲峰看來,只有做大蛋糕,“液態陽光”能源體系才能完整落地。近來,鈦媒體APP也關注到,這種期待似乎正照進現實,一年內,從中廣核、中國能建等大型央企,到正泰新能、金風科技等新能源製造業民企,都發布了綠色甲醇相關項目或發展規劃,該領域投資熱度也愈發高漲。

鈦媒體APP還了解到,光伏龍頭隆基綠能近半年內已相繼投資成立了三家以生物質能爲主要業務的公司,有聲音認爲,隆基此舉意在以“生物質摻燒”爲切口拓展傳統煤電低碳改造業務。不過,根據一位業內人士的分析,在綠氫領域已做到第一梯隊的隆基,加碼生物質能後很可能也會入局愈發“時髦”的綠色甲醇賽道。全球甲醇行業協會中國區首席代表趙凱也曾表示,中國本就是全球最大的甲醇生產國、消費國、進口國及燃料應用國,新能源的快速發展和龐大的工程能力、裝備能力更提供了良好的基礎條件,期待能有一批公司率先破局,形成示範效應。

在一些市場展望中,起步較晚的綠色甲醇也愈發受到青睞,被認爲有望在衆多氫基能源中脫穎而出,2025至2026年實現量產,並率先兌現市場潛力。

不過,畢竟目前行業還缺少足夠多的參照樣本,未來的成本下降曲線還只是測算中的圖形,也有聲音提示,如果綠氫、綠碳成本無法實現普降,那麼經濟性問題仍將拖住綠色甲醇產能釋放和進一步發展的後腿。此外,制氫、制醇等以往都屬危化品項目,需要進入化工園區,但在產業實際發展中,還有不少不適合“入園”的分佈式項目,雖然目前部分地區已在逐漸放開限制,但政策壁壘依然存在,行業也有希望調整相關規定的呼聲和期待。而且,就以往人們所熟知的新能源產業發展“劇本”而言,市場擴大、產業勃興的B面,往往就是“內卷”的加速到來,對於移步走向臺前的綠色甲醇行業和相關企業來說,除了技術攻堅、成本控制、商業轉化外,想必也需提前籌劃“防內卷”之道了。(本文首發於鈦媒體APP,作者|胡珈萌,編輯|劉洋雪)

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