绿色化工（上）：绿氨、绿色甲醇、绿色航煤项目的背后逻辑——供给侧：绿电供应过剩，急需转化
2024-02-08
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2024年，绿色甲醇项目的建设投资突然在国内火了起来，如果说 2022 年和 2023 年上半年绿氨的项目建设如火如荼，那么到了 2023 年下半年这股风顺势转到了绿色甲醇上。归根结底，绿氨和绿醇背后的核心逻辑都是为了消纳我国的可再生能源。逻辑可以参考我们之前的文章：清新洞见｜氢能市场研究（上篇）——氢起云涌，投资氢能正当时
在 2023 年 12 月 21 日召开的 2024 年全国能源工作会议中指出，2024 年全年风电光伏新增装机量将规划 2 亿千瓦左右，而我国 2023 年新增的风光装机量已经达到 2.9亿千瓦。背后体现出我国电网已经无力承担更多的新能源装机并网，新增电力也难以消纳。在中国当前光伏、风电产能可能形成过剩的危机下，盘活可再生能源装机就要通过新增电解水制氢的方式进行消纳。这也是为什么我们看到隆基、阳光、明阳、金风、远景等风光组件公司都纷纷投入了电解水制氢行业，因为氢可谓是风光最好的延续，也是最好的自救。而随着风光组件成本的进一步下探，折算成度电成本可以降至 1.5 毛，甚至某些区域情景下的成本更低，参考：清新洞见 | 氢能市场研究（中篇）— 氢生水起，化工用氢经济性拐点已至，那么对于风光电站建设方来说，长远的经济性业主方都能看见，而当前尽可能的拿下各地区的风光指标，把资源的坑占住，就如同过去其他行业的配额时代，拿到就赚到。我们在之前公众号中提到，在例如内蒙古这些区域，想要拿指标，先找好消纳，绿氢是当前从创造利润来说最合适的消纳途径，而直接的绿氢应用（例如燃料电池）下游对于氢的需求量还是不够大，无法支撑起我国大规模的可再生电力消纳，因此将绿电制成绿氢后再转化为氢基燃料则成为了大家的共识。氢作为合成原料大家当前主要找到的方向有：绿氨、绿色甲醇、和绿色航煤。- 绿色甲醇 = 绿氢 + 一氧化碳 或者 绿氢 + 二氧化碳- 绿色航煤 = 碳氢化合物 + 绿氢炼化 或者 绿氢 + 一氧化碳注意：不仅氢的获取要绿色，氮气、碳源也要绿色，我们后续文章详细说明过去市场上总有将绿氨、绿色甲醇作为氢的载体作为储运的形式争论不休，但是实质来讲绿氢只是一个中间原料，绿氨和绿色甲醇不能单独理解为储运介质，不能按储氢密度来比。不得不承认，选中这三种绿色产品作为主力去推，本质上还是在迎合欧美对于这三类产品的需求，而非我国内生的需求推动，因此强烈建议我国业主方深刻理解欧美，尤其是欧洲，对于绿氨、绿色甲醇、绿色航煤的底层驱动力，认证标准。以及中国的业主方如何利用手上的资源禀赋满足去欧洲方面的需求，并同时搭建起来我国的绿氨、甲醇运输、出口的基础设施，以及政策相应的配套。
绿氨1. 绿氨的制备原料氮气获取相对简单，可以通过空分，相较之下制备绿色甲醇、航煤的碳源则获取较复杂。2. 2022 年受俄乌战争影响天然气供应，液氨价格一度高至 6000 元/吨，而经测算当前我国绿氨成本在 3000 元/吨左右，按当时价格卖可获利颇丰。我们从吉电股份的大安项目公开披露中可以将一探业主们的经济账。2.投资估算及效益分析，项目工程动态投资595，579万元。项目规模：新能源装机80万千瓦，其中：风电70万千瓦，年均利用小时数预计3,342小时，光伏10万千瓦，年均利用小时数预计1,753小时；综合“十三五”去产能后煤炭行业中长协价格大幅上移，国际煤价持续高位运行等因素，预计 2023—2030年国内尤其是东北地区煤炭供需将持续紧平衡，受煤炭成本上涨影响，合成氨价格未来将处于高位。基于谨慎原则，该项目的合成氨价格参考 2018-2022年近五年间我国东北区域合成氨平均价格，按照3520元/吨测算。经测算资本金内部收益率 4.57%，投资回收期（税后）15.62年。近五年来，受东北煤价上涨及能耗双控因素影响，东北地区合成氨市场售价整体呈波动上涨趋势。2022年1-10月平均售价为4435元/吨，以1-10月市场均价测算该项目资本金收益率将达到 12.93%；另一方面，该项目生产的绿氨属于零碳产品，未来可能获得減碳溢价，将有利于进一步提高项目的收益水平。而绿氨在 2024 年却相较于绿醇、绿色航煤冷了下来，主要的原因我们可以通过全球当前宣布的最大绿氨项目一探究竟：- 绿氨以沙特 NEOM 项目最为知名，预计该项目在 2026 年达产，年产120 万吨绿氨，每天消纳 600 吨绿氢。该项目最得天独厚的优势在于：1）项目地理位置优越：NEOM 处在红海边，毗邻欧洲需求方，绿氨产成后直接通过港口通过苏伊士运河运输到欧洲；2）绿氨成本低：沙特的风光资源丰富，部分场景度电成本可低至 1 美分/度电，其制出的绿氢价格已经可以与天然气制氢价格持平，具有相当的经济性，且出口欧洲享受碳税补贴；3) 销售出口明确：AP 作为整个项目的投资方之一（33%入股）同时作为绿氨包销商，保障 2026 年该项目达产时可以顺利销售给欧洲的化工企业。反过来看，虽然当前粗略估算绿氨的成本在国内当大宗液氨销售已经可具备经济性，但是国内业主不甘心，仍希望出口给海外客户赚取绿色溢价，由于运输欧洲较远，因此积极寻找日韩买家用以下游发电掺氨燃烧。但是同样问题在于1）日韩没有欧洲 RED 类似强制指令，并不一定要用可再生能源制绿氨；2）日韩买家不敢与国内业主方直接签长协，交流中从不承诺价格；3）更别提国内大部分制氨项目将产成绿氢运到港口都费劲，以及我国北方港口绿氨加注的设施都欠缺。因此我国只有少数项目考虑到以上问题并在坚定的实施。因此在找不到下游市场，绿氨梦逐渐熄灭之时，北欧天空升起了一颗明亮的救命指南星：马士基带着绿色甲醇来了。马士基在航运燃料选择为什么选择甲醇众说纷纭，充满阳谋（具体下一篇文章再表）。马士基在传统化石船燃时代则拥有着较其他船运公司更低的燃料价格，原因在于其对于化石能源开采技术的投入，燃料供应的锁定（马士基曾经是有钻井公司的），而在新能源时代，马士基急需掌握新一代能源技术/供应，来再次巩固其全球航运龙头的地位，从结果来看马士基又一次成功的带领了这一波风潮，宣布 2030 年单箱货物运输碳排降 50%，2040年实现所有业务的温室气体净零排放。并且马士基身体力行地游说欧盟，把航运碳税加了上去。2023 年 5 月 16 日，航运碳排被纳入 EU ETS（欧洲碳交易平台）。自 2024 年起，ETS将包括欧洲经济区（EEA）内的航运活动，该活动由欧盟成员国、冰岛、列支敦士登和挪威组成。船舶运营商将被要求监测和报告其排放每吨二氧化碳当量的排放量和减排额。· 在2024年，公司必须提交其已验证排放量的40%的配额。· 到2025年，公司必须提交其已验证排放量的70%的配额。· 从2026年起，公司必须提交所有已验证排放的配额。欧盟碳配额价格约为 90 欧元；根据航线不同，每标准集装箱收取碳税可参考下表：从经济性来说，船舶运营方交碳税的成本仍远远低于使用绿色甲醇的成本，而马士基还是坚定的走甲醇路线，核心逻辑就是从长远角度来看甲醇是可以通过绿电制氢，碳捕集无穷无尽生成的物质，是真正的可再生、全生命周期零碳的燃料。马士基则将当前使用绿色甲醇的高成本部分转嫁于拥有极强 ESG 意识的欧美企业如：Nike、宜家、Lowes等，共同构起了地球的绿水青山梦。因此，绿色甲醇在马士基的号角下把市场搅动起来了，马士基到 2026 年在中国大约有 50 万吨/年的绿色甲醇需求量，且身体力行地与金风签署了长协，锁定了供应。这让市场上所有不知道绿氢怎么消纳的业主方们重新在暗夜中找到了黎明的曙光，而且甲醇的合成技术虽然比氨复杂，但是我国强大的煤化工基础也让绿色甲醇的生产难度降低很多，我们下篇文章再表。因此我国的业主方纷纷建设项目，希望能够卖甲醇给马士基/达飞等下定了甲醇船的船运公司，马士基对于绿色甲醇的要求是严格遵守欧盟RED 指令以及 ISSC 标准。当然市场上还有一种低碳甲醇：氢部分可能用了绿氢，但是碳部分不符合欧盟标准，这种甲醇不在我们的绿色甲醇讨论范围内，希望这些业主方也能幸运地找到像马士基一样大方的买家。相较于绿氨和绿色甲醇，绿色航煤大家并不常听说，但是和甲醇一样占领了业主方和投资机构的心智。航煤就是飞机用的燃料，与之相对应绿色甲醇是用于船运。如果说马士基的绿色甲醇大部分还是服务于中欧航线，那么绿色航煤则是彻彻底底服务欧洲市场。绿色航煤的火热同样源自于欧盟政策：ReFuelEU Aviation。这一立法是欧洲议会和欧盟理事会经过两年谈判后通过的，其核心目的是规范和鼓励在民用航空领域使用可持续航空燃料（SAF），强制航空燃料供应商从2025年开始，确保在欧盟机场向飞机运营商提供的所有燃料中含有最低比例的SAF。从2030年开始，燃料中还需包含最低比例的合成燃料（e-fuels）。SAF和合成燃料的比例将逐步提高，到2050年分别达到70%和35%。具体欧盟SAF 掺混目标如下：而凑巧的是，当前 SAF 合成的每一条技术路径都需要用到氢（我们在接下来 SAF 专题文章中细说），这又一次击中了我国业主方们的心：1）明确的航煤消纳需求；2）明确的绿氢使用；3）明确的市场售价（SAF 是明码标价的）。但是 SAF 的问题同样严重：大家都知道国际上有需求，但是怎么卖成为了一门学问，因为航煤毕竟属于能源，出口需要获得配额。据悉国内即将迎接一波海外 SAF 客户方来洽谈采购，届时会再次引爆国内的绿色航煤市场。无论是绿氨、绿色甲醇、绿色航煤，市场还是出现诸多质疑的声音：我国的绿氢能源战略怎么完全依赖欧盟政策了？感觉受制于人，非常不合理。但是让我们反观 20 年前的光伏产业：在1997年12月，一项具有里程碑意义的国际法案—《京都议定书》在183个国家获得通过，这是人类首次尝试限制各国的温室气体排放。随后德国走在前列，于2000年颁布了《可再生能源法》。该法案在2004年进行了重要的修订，规定根据不同的太阳能发电方式，政府将提供为期20年、每千瓦时0.45至0.62欧元的补贴。德国的这一举措激励了其他国家，尤其是光照条件优越的西班牙等国家，也相继出台了鼓励政策。这些政策的实施点燃了欧洲光伏市场的活力，也吹响了我国光伏产业出口的号角，从此以无锡尚德等为首的中国光伏企业正式开启了浩浩荡荡的 20 年。
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