2024-06-26
近日,中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)產(chǎn)業(yè)研究部在關(guān)于《東三省船用綠色燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路與建議》一文中提到,“全球碳減排背景下,綠色或低碳燃料替代現(xiàn)有化石燃料成為航運(yùn)業(yè)脫碳的必由之路。當(dāng)前替代燃料主要包括液化天然氣(LNG)、綠色甲醇、綠氨以及電池動(dòng)力等。由于綠色甲醇和綠氨兼具較高的能量密度和零碳屬性,并且相對(duì)容易存儲(chǔ)和處理,因此是未來(lái) 10 年最有前景的低零排放燃料解決路線。”
基于這一論斷,采取不同的工藝路線對(duì)綠色甲醇項(xiàng)目的成本以及盈利能力有何影響,成為業(yè)界尤其是項(xiàng)目運(yùn)行方普遍關(guān)心的問(wèn)題,因此,本文以【含稅送到價(jià)為4500元/噸、含稅運(yùn)費(fèi)300元/噸】作為核算基礎(chǔ),對(duì)以下三種工藝進(jìn)行對(duì)比分析:
工藝路線一
完全以生物質(zhì)氣化的合成氣作為制取甲醇的原料,配置變換單元調(diào)整氫碳比,不耦合綠氫。
(該路線需配套空分)
該路線的甲醇成本,主要集中在生物質(zhì)原料的采購(gòu)商,因此,原料豐富且價(jià)格低廉的地域,更適合采取路線一。按照行業(yè)通用的計(jì)算模型,其成本和利潤(rùn)如下:
■ 若原料400元/噸,則成本2784元/噸,利潤(rùn)為1064元/噸。
■ 原料600元/噸,則成本3396元/噸,利潤(rùn)為462元/噸。
■ 原料750元/噸,則成本3855元/噸,利潤(rùn)幾近于0。
綜合來(lái)看,采用路線一,其項(xiàng)目變換單元將產(chǎn)生大量生物CO2排空,勢(shì)必造成生物碳資源的浪費(fèi)。但同時(shí)需要注意的是,綠氫成本較高的地域,采取路線一,可有效控制成本。
工藝路線二
將生物質(zhì)氣化作為原料,耦合風(fēng)光電解水綠氫,取消變換單元,實(shí)現(xiàn)生物CO的充分利用。同時(shí)使用適應(yīng)高CO2含量的甲醇合成催化劑,未參與反應(yīng)的CO2外排。
(為保證汽化爐穩(wěn)定,也應(yīng)配套小規(guī)??辗郑?/span>
在綠氫1元/標(biāo)方的情境下,采取路線二時(shí),不同生物質(zhì)價(jià)格對(duì)應(yīng)的甲醇成本、利潤(rùn)如下:
■ 原料400元/噸,則成本2978元/噸,利潤(rùn)847元/噸。由于成本的關(guān)系,生物質(zhì)原料價(jià)格較低時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮路線一
■ 原料600元/噸,則成本3302元/噸,利潤(rùn)529元/噸。這時(shí),路線二已具備成本優(yōu)勢(shì),但利潤(rùn)仍不算高。
■ 原料750元/噸,則成本3545元/噸,利潤(rùn)290元/噸。相比之下,路線一在此種情境下幾乎不盈利。
在生物質(zhì)600元/噸的情境下,不同綠氫成本對(duì)應(yīng)的甲醇成本與利潤(rùn)如下所示。
■ 如果綠氫低至0.8元/標(biāo)方,則甲醇成本3101元/噸,利潤(rùn)726元/噸。利潤(rùn)尚可接受。
■ 如果綠氫1元/標(biāo)方,則甲醇成本3302元/噸,利潤(rùn)529元/噸。利潤(rùn)水平較低。
■ 當(dāng)綠氫達(dá)到1.5元/標(biāo)方,則甲醇成本3804元/噸,利潤(rùn)35元/噸。路線二在此種情境下已經(jīng)幾乎沒(méi)有利潤(rùn)??梢?jiàn)4500元/噸的綠色甲醇售價(jià),對(duì)于大部分綠色甲醇項(xiàng)目是難以接受的。
即使是耦合綠氫,取消了變換單元的路線二,也需要外排一定量的CO2。一方面對(duì)于寶貴的生物碳資源是浪費(fèi),另一方面也影響了甲醇產(chǎn)能。當(dāng)生物質(zhì)原料較貴或資源較少,而綠氫價(jià)格足夠低的情況下,就可以考慮選擇路線三。
工藝路線三
在路線二的基礎(chǔ)上,額外增加CO2和綠氫合成甲醇單元,實(shí)現(xiàn)生物基CO2的完全利用和甲醇產(chǎn)能最大化。也可以選擇增加CO2電催化還原單元或CO2逆水煤氣變換(RWGS)單元,將生成的合成氣返回甲醇合成單元,以最大化甲醇產(chǎn)能。
在綠氫成本較低的區(qū)域,則可以使用路線二,耦合風(fēng)光電解水綠氫,取消變換單元,實(shí)現(xiàn)生物CO的充分利用。同時(shí)使用適應(yīng)高CO2含量的甲醇合成催化劑,一定程度上增加甲醇產(chǎn)能。未參與反應(yīng)的CO2外排。
相較于路線二,路線三的特點(diǎn)如下:
■ 綠氫1元/標(biāo)方,生物質(zhì)氣化副產(chǎn)CO2(壓縮、儲(chǔ)存等成本按照100元/噸估算)和綠氫,在單獨(dú)的甲醇合成單元制綠色甲醇的成本為3166元/噸,已經(jīng)和路線二的綠色甲醇成本3140元/噸(利潤(rùn)688元/噸)非常接近。也就是說(shuō),綠氫1元/標(biāo)方,生物質(zhì)原料500元/噸情境下,裝置副產(chǎn)生物基CO2和綠氫單獨(dú)制綠色甲醇已經(jīng)具備了可行性。
綜上所述,經(jīng)過(guò)對(duì)三種工藝路線下,不同成本及利潤(rùn)的對(duì)比,綠色甲醇行業(yè)尤其是制備企業(yè)若想取得長(zhǎng)足發(fā)展,應(yīng)注意以下問(wèn)題:
1. 綠色甲醇項(xiàng)目在當(dāng)前的含稅送到價(jià)4500元/噸和含稅運(yùn)費(fèi)300元/噸的條件下,普遍面臨較低的利潤(rùn)空間??紤]到成本和利潤(rùn)的計(jì)算通常基于理想狀態(tài),為增強(qiáng)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)抵御能力,建議綠色甲醇的售價(jià)應(yīng)達(dá)到5000元/噸至6000元/噸,以確保項(xiàng)目的合理利潤(rùn)。
2. 在生物質(zhì)資源較為豐富且風(fēng)光綠電成本較高的地區(qū),建議優(yōu)先考慮采用全生物質(zhì)氣化技術(shù)生產(chǎn)綠色甲醇,以有效降低生產(chǎn)成本。而在生物質(zhì)和風(fēng)光資源都較為豐富的地區(qū),建議優(yōu)先發(fā)展生物質(zhì)氣化與綠電綠氫耦合制甲醇項(xiàng)目,以實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)利用。
3. 隨著綠氫成本的降低,當(dāng)其降至1元/標(biāo)方,而生物質(zhì)原料價(jià)格超過(guò)500元/噸時(shí),綠色甲醇項(xiàng)目應(yīng)考慮建立獨(dú)立的CO2和綠氫制甲醇裝置。這樣不僅可以充分利用生物CO2,增加甲醇產(chǎn)能,還能避免增加甲醇的生產(chǎn)成本。
4. 生物質(zhì)原料作為一種低價(jià)值產(chǎn)品,其運(yùn)輸成本在總成本中占有較大比重。因此,合理規(guī)劃甲醇項(xiàng)目的規(guī)模至關(guān)重要,以確保在經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸半徑內(nèi)能夠獲得充足的生物質(zhì)原料供應(yīng)。
5. 隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?;a(chǎn),中國(guó)風(fēng)電和光伏綠電成本有望進(jìn)一步降低。預(yù)計(jì)在未來(lái)3至5年內(nèi),東北、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、青海等綠電資源豐富的地區(qū),1元/標(biāo)方的綠氫成本將成為常態(tài)。在這種情況下,結(jié)合生物質(zhì)氣化技術(shù)、風(fēng)光資源以及綠氫合成的甲醇生產(chǎn)方案將逐漸成為主流,實(shí)現(xiàn)綠色甲醇產(chǎn)能的最大化和成本的最優(yōu)化。
6. 綠色甲醇項(xiàng)目在選址時(shí),除了考慮資源的可獲得性,還應(yīng)考慮政策支持和市場(chǎng)潛力。選擇政策環(huán)境良好、市場(chǎng)需求旺盛的地區(qū),將有助于項(xiàng)目的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。
本文內(nèi)容轉(zhuǎn)自:生物質(zhì)能獨(dú)見(jiàn)
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