化工行业双碳深度之一:二氧化碳加氢制甲醇有望迎来产业化-20211217-国海证券-41页_3mb
报告摘要
双碳深度之一:二氧化碳加氢制甲醇产业化前景分析
核心内容概述
本文主要分析了二氧化碳加氢制甲醇技术的产业化前景,探讨了其在碳中和背景下的经济性、技术可行性及行业应用价值。同时,也对煤制甲醇进行了对比,指出其在当前成本和环保方面的劣势。文章还关注了相关企业在该领域的布局和未来发展前景。
主要观点与关键信息
1. 二氧化碳加氢制甲醇具备产业化潜力
- 经济性提升:当电价降至0.07元/度时,绿氢成本可控制在7.01元/kg,此时二氧化碳加氢制甲醇成本为1953元/吨,与煤价800元/吨时的煤制甲醇成本相当。
- 碳税影响:若碳税实施,二氧化碳加氢制甲醇的减碳效益将显著提升,其减碳收益可达147元/吨(按2021年碳价计算),甚至可能高达1677元/吨(按国际碳价预测)。
- 技术成熟度:目前已有多个示范项目建成,如兰州新区“液态太阳燃料合成示范项目”(千吨级)和东方盛虹的15万吨级二氧化碳捕集与综合利用项目。
2. 绿氢是二氧化碳加氢制甲醇的核心
- 绿氢优势:绿氢是实现零排放的制氢方式,与化石能源制氢相比,其碳排放为0,是实现碳中和的关键。
- 成本因素:绿氢成本主要取决于电价和电解水装置投资,随着可再生能源成本下降,绿氢有望实现规模化应用。
3. 煤制甲醇成本较低但面临环保压力
- 成本结构:煤制甲醇成本主要由原料煤、燃料煤、折旧、人工和制造费用构成,煤价800元/吨时成本为1953元/吨。
- 环保问题:煤制甲醇碳排放量高,不利于双碳目标的实现,未来可能面临碳税和政策限制。
4. 化工行业碳排放压力巨大
- 行业占比:2018年化工行业能源消费占全国总量的18.6%,2020年碳排放达14.81亿吨,占比较大。
- 减排路径:化工行业实现碳中和需从源头、过程和终端三方面入手,终端治理(如二氧化碳捕集与利用)是减碳的关键。
5. 重点推荐公司
- 万华化学:与中科院合作建设液态阳光项目,具备绿色甲醇技术优势。
- 中国化学:主导华陆工程科技有限公司,参与绿色甲醇项目设计,技术积累深厚。
- 东方盛虹:与冰岛碳循环公司合作建设15万吨级二氧化碳捕集与综合利用项目,推动“变碳为宝”。
- 宝丰能源:已建成光伏制氢示范项目,预计2022年底实现30台电解槽全投产,具备绿氢供应能力。
技术路线对比
二氧化碳制甲醇技术路线
- 加氢制甲醇:技术成熟,已实现工业化示范,是当前最可行的产业化路径。
- 电催化还原制甲醇:面临能耗高、副产物多、催化剂稳定性不足等问题,尚不成熟。
制氢技术对比
| 技术类型 | 原料 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 灰氢(化石能源) | 煤、天然气 | 成本低 | 碳排放高 |
| 蓝氢 | 化石能源+CCS | 有一定减排效果 | 无法彻底避免碳排放 |
| 绿氢(可再生能源) | 光伏、风电 | 零碳排放,可持续发展 | 成本较高,需技术进步 |
成本测算与趋势分析
| 电费(元/度) | 制氢成本(元/kg) | 原料成本(元) | 制造费用(元) | 生产成本(元/吨) | 减碳收益(元/吨) | 综合成本(元/吨) | 对应煤价(元/吨) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.07 | 7.01 | 1613 | 400 | 2013 | 59.90 | 1953 | 800 |
| 0.13 | 10.00 | 2194 | 400 | 2594 | 59.90 | 2534 | 1085 |
| 0.33 | 20.00 | 4107 | 400 | 4507 | 59.90 | 4447 | 2025 |
| 0.53 | 30.00 | 6020 | 400 | 6420 | 59.90 | 6361 | 2965 |
产业化进展
| 公司/项目 | 年份 | 规模 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 兰州新区液态阳光项目 | 2018 | 1000吨 | 全球首套规模化绿色甲醇装置 |
| 东方盛虹15万吨级项目 | 2021 | 15万吨CO₂回收 | 生产光伏级EVA树脂 |
| 宝丰能源光伏制氢项目 | 2021 | 2.14万吨绿氢 | 国家级示范项目 |
碳排放与政策背景
- 双控政策:从“能耗双控”向“碳排放双控”转变,对化工行业提出更高要求。
- 碳排放现状:2020年石化化工行业排放14.81亿吨CO₂,占比较高。
- 减碳路径:通过源头减碳(新能源)、过程降碳(节能技术)、终端固碳(CCUS)实现全面减碳。
投资建议与风险提示
投资建议
- 推荐公司:万华化学、中国化学、东方盛虹、宝丰能源。
- 投资评级:均为“买入”,认为其在绿色甲醇和CCUS领域具备发展潜力。
风险提示
- 政策变化:碳税、补贴政策调整可能影响项目经济性。
- 技术风险:技术路线、催化剂稳定性、项目进展等存在不确定性。
- 市场风险:宏观经济波动、市场竞争加剧可能影响盈利能力。
总结
二氧化碳加氢制甲醇技术在政策推动和能源转型背景下具备良好的产业化前景,尤其在绿氢成本下降和碳税政策实施后,其经济性将逐步显现。万华化学、中国化学、东方盛虹、宝丰能源等企业在该领域已有布局,未来有望成为绿色甲醇产业的领军者。然而,该技术仍面临政策、技术、市场等多方面的风险,需持续关注其技术进步与产业化进程。
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