2015年，我國石油消費(fèi)總量為 5.43 億噸，國內(nèi)產(chǎn)出量為 2.17 億噸，對外依存度首次突破 60% ，并且以煤發(fā)電占比超 超 70% ，PM2.5 、空氣污染等問題嚴(yán)重，因此甲醇作為一種綠色、廉價(jià)、可再生并且中國產(chǎn)能充足的二次能源可以有效解決中國現(xiàn)在的能源痛點(diǎn)問題，因此甲醇燃料電池作為清潔、高效甲醇能源轉(zhuǎn)換裝臵，前景遠(yuǎn)大。目前，合成氣（CO+H 2 ）已成為當(dāng)代碳利用的基礎(chǔ)，理論上來看，無論以什么化石能源為燃料，只要制備成合成氣，一切碳?xì)浠�合物都可以生產(chǎn)，而甲醇則是唯一合成氣轉(zhuǎn)化率達(dá)到 100%的物質(zhì)。

甲醇化工體系

　　目前通用的燃料，是由石油資源中提煉出的汽油柴油等化石燃料。與汽油柴油相比，甲醇在燃燒過程中更清潔環(huán)保，污染排放物少。一般燃料在燃燒的過程中通常分為自供氧燃燒和外供氧燃燒的雙重燃燒狀態(tài)。普通汽油的燃燒只能依賴于外供氧燃燒，而甲醇分子的自含氧量高達(dá)近 50％，它是一種高含氧燃料，使燃料燃燒更加充分，更加徹底，從而大大降低了一氧化碳的排放量，避免汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放。除了燃燒之外，甲醇也可以采用電化學(xué)方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換， 甲醇燃料電池就是其中的一種， 而這一方式排放更低更清潔。

國家機(jī)動(dòng)車排放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果

　　美國頁巖氣開采技術(shù)的突破性進(jìn)步使美國天然氣產(chǎn)量大幅增長，2013 年美國頁巖氣產(chǎn)量為 2647 億立方米，約占美國天然氣總產(chǎn)量的 40％。預(yù)計(jì)到 2040 年，美國頁巖氣產(chǎn)量將達(dá)到 5606.74 億立方米，在天然氣產(chǎn)量中的比重將上升到 53％。頁巖氣的大量產(chǎn)出，使得美國相關(guān)化工產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，一舉確立在全球化工業(yè)的獨(dú)特競爭優(yōu)勢。豐富的頁巖氣資源可以用于發(fā)展甲醇產(chǎn)業(yè)鏈，甲烷是頁巖氣的直接分離物，甲烷產(chǎn)量的大幅增加，使得甲醇生產(chǎn)成本快速降低，美國因此掀起了甲醇擴(kuò)能熱潮，全球其他地區(qū)的甲醇生產(chǎn)裝臵也開始遷往美國，2018 年，美國新增甲醇產(chǎn)能有望超過 1300 萬噸。

美國 1990-2040 年天然氣產(chǎn)量及來源

　　甲醇的價(jià)格由市場供需關(guān)系決定，從需求側(cè)來看，中國的巨額需求量是全球甲醇需求變動(dòng)的核心變量，中國甲醇價(jià)格在可預(yù)測的未來都將是全球甲醇價(jià)格的指向標(biāo)，而需求的實(shí)質(zhì)在于能源的替代性，即甲醇與原油、煤、天然氣三種能源種類的成本對比。從供給側(cè)來看，中國甲醇產(chǎn)能存量較大，產(chǎn)能利用率不高，產(chǎn)能擴(kuò)張速度放緩，而北美因頁巖氣革命帶來的甲醇產(chǎn)能擴(kuò)張導(dǎo)致全球甲醇總產(chǎn)量大增，引起了全球甲醇貿(mào)易流量的變化，并成為全球市場平衡的調(diào)節(jié)閥。長期來看，甲醇將維持較低的成本水平，價(jià)格走勢將受到產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張維持穩(wěn)定。反觀石油，由于其不可再生性，消耗一點(diǎn)全球存量便少一點(diǎn)，且開采成本逐漸攀升，石油的長期價(jià)格將維持較高的水平。

華東地區(qū)甲醇中間價(jià)（元/噸）

美國出口至中國的甲醇現(xiàn)貨價(jià) （美元/噸）

布倫特原油現(xiàn)貨價(jià)（美元）

　　目前，我國由焦?fàn)t氣等原料制造甲醇的產(chǎn)能出現(xiàn)富余，約超出需求量的 3 倍左右，開發(fā)甲醇替代石油燃料具有充足的產(chǎn)量和產(chǎn)能保障。2004-2014 年間，我國甲醇產(chǎn)能增長快于產(chǎn)量的增長，2008 年國際金融危機(jī)以來， 甲醇裝臵開工率低， 2008-2014 年甲醇裝臵開工率僅維持在 40%-56% 之間。2013 年我國甲醇產(chǎn)能為 5646 萬噸，產(chǎn)量為 3003 萬噸，開工率僅為 53.2%。目前， 我國甲醇主要用于化工領(lǐng)域， 大量剩余生產(chǎn)能力保證未來甲醇產(chǎn)品供應(yīng)充足、價(jià)格穩(wěn)定，一旦市場尋求替代石油的能源資源的時(shí)候，甲醇可以擔(dān)此大任。

　　我國石油對外依存度達(dá)到 60%以上，而石油的供應(yīng)和價(jià)格受國際地緣政治等外生因素影響，波動(dòng)顯著。同時(shí)，石油屬于不可再生的能源，開采成本越來越高，石油長期價(jià)格走勢無疑是上揚(yáng)的。此外，石油產(chǎn)業(yè)對環(huán)境存在一定破壞作用，如 PM2.5 維持高位，有害廢氣大量排放等，這些因素導(dǎo)致我國能源安全存在風(fēng)險(xiǎn)。從理論上講，制取甲醇的原料永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭，供給優(yōu)勢明顯。在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤、天然氣仍然是制取甲醇的主要原料。我國能源基本格局是油少煤多，其中品質(zhì)不高、高硫、高灰、劣質(zhì)煤占了煤炭儲量的很大份額，目前大多數(shù)煤制甲醇還不是以高硫、高灰、劣質(zhì)煤為原料，充分利用低質(zhì)煤炭資源制甲醇的潛力巨大。 因此在可再生能源和核能的經(jīng)濟(jì)性、成熟性問題尚無法解決的情況 下，甲醇以其可再生、成本低、原材料來源廣泛、應(yīng)用領(lǐng)域多元等優(yōu)良特質(zhì)，可望成為維護(hù)我國能源安全的重要資源。

CO2 替代化石能源示意圖

近年我國石油資源對外依存度

　　甲醇的諸多優(yōu)勢使得其成為后石油時(shí)代最具可行性的替代能源，由甲醇作為基礎(chǔ)能源，其所具有的優(yōu)勢是其他能源無法比擬的。當(dāng)化學(xué)回收自然界或者工業(yè)二氧化碳制備甲醇及其衍生物被廣泛實(shí)施，通過“碳中和”與再生使用，甲醇經(jīng)濟(jì)的全部潛力將得以實(shí)現(xiàn)。

甲醇經(jīng)濟(jì)路線圖

　　甲醇重整燃料電池目前已經(jīng)在基站電源， 工業(yè)叉車， 電-電混合商用車等領(lǐng)域展開應(yīng)用， 其中電-電混合商用車今年有望迎來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拐點(diǎn)。 所謂甲醇燃料電池車，本質(zhì)上是甲醇燃料電池和鋰電池/超級電容的混合動(dòng)力車， 車上用的甲醇燃料電池電堆直接加注液體甲醇，通過車載重整器轉(zhuǎn)化為氫氣，再用燃料電池發(fā)電。該方法避開了對氫供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施的需求， 且甲醇作為車載制氫原料還具有以下優(yōu)點(diǎn): (1) 甲醇重整制氫反應(yīng)溫度低（200-300℃） ，反應(yīng)壓力低（0.1Mpa） ，且轉(zhuǎn)化效率高； (2)甲醇常溫下為液體， 單位體積能量密度高, 方便運(yùn)輸； （3） 元素 H 和 C 的摩爾比高；(4) 價(jià)廉易得，原材料分布廣，從傳統(tǒng)化石燃料天然氣、煤炭、石油到生物質(zhì)然料皆可；(5)對傳統(tǒng)加油站的改變小。 因此在國家政策的大力支持下，加上國內(nèi) 技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化的快速推進(jìn)，甲醇燃料電池商用車有望快速破局，迎來大規(guī)模量產(chǎn)。

甲醇重整制氫燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域

　　根據(jù)發(fā)改委、工信部等四部委 2015 年發(fā)布 《關(guān)于 2016-2020 年新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》 要求，對純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施退坡機(jī)制，2017-2018 年補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)在 2016 年基礎(chǔ)上下降 20%，2019-2020 年補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)在 2016 年基礎(chǔ)上下降40%。但是燃料電池汽車補(bǔ)貼不退坡，因此燃料電池車相對純電動(dòng)車的扶持力度往后看是不斷加強(qiáng)的。

燃料電池商用車補(bǔ)貼（萬元）

燃料電池乘用車補(bǔ)貼（萬元）

　　根據(jù) 2015 年 5 月，財(cái)政部發(fā)布的《關(guān)于完善城市公交車成品油價(jià)格補(bǔ)助政策加快新能源汽車推廣應(yīng)用的通知》 ，完成新能源公交車推廣目標(biāo)的地區(qū)將有一定運(yùn)營補(bǔ)助，其中燃料電池公交車補(bǔ)貼 6 萬元，與純電動(dòng)公交補(bǔ)助相當(dāng)， 同時(shí)明顯高于插電式混動(dòng)客車和超級電動(dòng)公交， 考慮到運(yùn)營成本，燃料電池公交的經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，對公交公司的吸引力最強(qiáng)。

2015-2019 年新能源公交運(yùn)營補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)

　　隨著國內(nèi)甲醇燃料電池制備技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，甲醇燃料電池具備了商用化的能力，但成本壓力下，純?nèi)剂想姵剀囘�是成本太高， 商業(yè)化難度大， 但選擇電-電混合動(dòng)力路徑商用車已經(jīng)顯現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)性。 甲醇燃料電池電-電混合電動(dòng)車的原理是通過甲醇提取氫， 再以氫和空氣作為做燃料電池能量源，低功率狀態(tài)下由燃料電池放電為汽車提供動(dòng)力，高功率狀態(tài)下借助動(dòng)力電池的配合進(jìn)行車輛驅(qū)動(dòng)。在電-電混合動(dòng)力系統(tǒng)中，動(dòng)力鋰電池（或超級電容）的電能可由甲醇燃料電池提供，不需要充電，可免除大規(guī)模的充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此外，由于續(xù)航里程遠(yuǎn)大于電動(dòng)車，甲醇燃料加注快，便捷，客戶的接受度高。

甲醇重整制氫燃料電池電- 電混合動(dòng)力電動(dòng)車工作原理示意圖

　　在現(xiàn)行新能源汽車的補(bǔ)貼政策中，純電動(dòng)物流車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是 1800/kwh，鈦酸鋰/超級電容大巴15萬一輛， 純電動(dòng)客車按車長和續(xù)航里程的補(bǔ)貼范圍在18-60萬之間。但燃料電池物流車 30-50 萬一輛，輕型燃料電池大巴 30 萬/輛，中重型 50 萬/輛，因此在物流車和鈦酸鋰/超級電容大巴兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域補(bǔ)貼的差異力度較大， 是現(xiàn)階段甲醇燃料電池車的理想突破點(diǎn)。

燃料電池與純電動(dòng)商用車補(bǔ)貼對比

　　電-電混合超級電容大巴相比一般的超級電容大巴，燃料電堆成本增加 40 萬左右，同時(shí)減少 30kwh 鋰離子電池，總成本增加 34.6 萬元，但無需建設(shè)超級電容充電站，以單條線運(yùn)營 3-5 輛公交車計(jì)算，每輛車能夠節(jié)省 25-42 萬元的配套成本，實(shí)際成本減少額區(qū)間為（-9.6,7.4）萬元，但電-電混合超級電容大巴的補(bǔ)貼是 50 萬， 比超級電容大巴補(bǔ)貼高出 35 萬。 與純氫燃料電池相比，純氫燃料汽車需要配套加氫站，一個(gè)加氫站成本超過 2000 多萬，而甲醇燃料電池車不需要加氫站，因此推廣成本更低。

電- 電混合純電動(dòng)大巴動(dòng)力系統(tǒng)示意圖

　　雖然純電動(dòng)車不直接有排放，但考慮到國內(nèi)的電力結(jié)構(gòu)，當(dāng)前國內(nèi)電能 73%來自于火力發(fā)電，20%來自于水力發(fā)電，而用于火力發(fā)電的煤燃燒會(huì)排放大量的 CO 2 及部分SO 2 和 NO X ，粉塵顆粒物等。甲醇重臵制氫的過程中只產(chǎn)生水和 CO 2 ，每度電排放CO 2 的量僅為純電電動(dòng)汽車 CO 2 排放的一半， 而且沒有 SO 2 、 NO X 等污染氣體產(chǎn)生。

甲醇的碳排放更低

　　根據(jù)美國能源部的估算數(shù)據(jù)，基于 2013年技術(shù)水平，在年產(chǎn) 50 萬套氫燃料電池動(dòng)力設(shè)備的規(guī)模下，車用燃料電池系統(tǒng)成本已降至 55 美元/千瓦，較之 2006 年的 124 美元/千瓦，已下降 56%，距離 2020 年40 美元/千瓦目標(biāo)值不遠(yuǎn)，下降幅度有限。

氫燃料電池系統(tǒng)成本 變動(dòng)（美元）