氫能市場前景廣闊,電解水制氫是未來發(fā)展重點,當期制氫方式主要有四種:化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)物制氫、電解水制氫、生物質(zhì)制氫及其他。其中化石燃料制氫與工業(yè)副產(chǎn)物制氫憑借較低的成本占據(jù)制氫結(jié)構(gòu)的主體地位,然而隨著化石燃料產(chǎn)量下降、可持續(xù)發(fā)展理念的深化,氫能俱樂部氫能市場在遠期(2050 年左右)將形成以可再生能源為主體、煤制氫+CCS(碳捕獲)與生物質(zhì)制氫為補充的多元供氫格局。為測算與汽油價格相比具有競爭力的氫氣售價,本文將氫氣的理想成本定為 2.6 元/Nm3 。
電解水成本偏高,降成本主要依賴電價
由于電費占整個水電解制氫生產(chǎn)費用的 80%左右,因此水電解制氫成本的關(guān)鍵在于耗能問題。存在兩條降成本途徑:一是降低電解過程中的能耗,可通過開發(fā) PEM(質(zhì)子交換膜電解) 及 SOEC(固體氧化物電解) 技術(shù)來實現(xiàn);二是采用低成本電力為制氫原料,關(guān)鍵在于依靠光伏和風電的發(fā)展。以大工業(yè)電價均價 0.61 元/ kW·h 計算,當前電解水制氫的成本為3.69 元/Nm3。當用電價格低于 0.50 元/kW·h 時,電解水制備的氫氣成本才可與汽油相當。光伏系統(tǒng)發(fā)電成本 0.5930 元/kWh,風電度電成本約為 0.3656 元/kWh,且在未來仍有一定的下降空間。
天然氣制氫是目前主要制氫方式,降成本應關(guān)注天然氣價格
天然氣制氫中的甲烷水蒸氣重整(SMR)是工業(yè)上最為成熟的制氫技術(shù),約占世界制氫量的 70%(IEA數(shù)據(jù))。我國天然氣價格受資源稟賦影響,天然氣資源主要分布集中的中西盆地也是價格最低的地區(qū)。尤其是新疆、青海等地區(qū)天然氣基本門站價格低至 1.2 元/千立方米左右。據(jù)測算,當天然氣價格為 2 元/Nm3時,測算出制氫成本為 1.35 元/Nm3,相比電解水制氫具有明顯的成本優(yōu)勢。
煤制氫成本最低,降成本空間較小
我國煤炭資源主要的格局是西多東少、北富南貧。內(nèi)蒙古、山西原煤產(chǎn)量領(lǐng)先,煤價也相對偏低。當煤炭價格為 600 元時,大規(guī)模煤氣化生產(chǎn)氫氣的成本為 1.1 元/ Nm3。如果在煤資源豐富的地區(qū),當煤炭價格降低至 200 元 /噸時,制氫氣的成本可能降低為 0.34 元/ Nm3。但由于煤炭價格下降空間有限,且煤氣化制氫企業(yè)已形成較大規(guī)模,未來煤制氫降成本空間較小。
丙烷脫氫和乙烷裂解副產(chǎn)制氫具有潛在產(chǎn)能
化工副產(chǎn)物制氫的成本難以單獨核算。目前我國規(guī)劃和在建的丙烷脫氫項目預計可以副產(chǎn)并外售 86.8 萬噸氫。我國規(guī)劃中的乙烷裂解產(chǎn)能達到 1460萬噸,可以副產(chǎn)并外售的氫氣達到 90.4 萬噸。
原標題:四大制氫方式及降成本途徑