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干货 | 35元/千克的售价目标下,国内外制氢成本如何?

来源: 更新:2020-11-11 17:21:56 作者: 浏览:92次

当前,全球大多数氢气的制备都来自化石燃料,只有约5%来自低碳资源。低碳资源的氢气主要有两个生产路径:通过低碳电力驱动的电解水或天然气重整以及使用 CCS 技术进行煤气化。

 
中国
 
在我国,根据相关调研,制氢原料超过90%均来源于对传统能源的化学重整。其中,48%来自于天然气重整、30%来自于醇类重整、18%来自于焦炉煤气重整,仅有约 4%来自于电解水。
 
以天然气重整为例,天然气制氢成本主要由天然气、燃料气和制造成本构成,其中天然气价格是最主要因素,占73.4%。燃料气是成本的第二因素,占13.7%。当天然气价格为1.67元/m3,天然气制氢成本为0.87元/m3;天然气价格为2.52元/m3,氢气成本为1.15元/m3。由此可见,原料来源是影响氢气成本的主要因素,也成为企业选择技术的关键因素之一。
 
而电解水制氢成本主要来源于固定资产投资、电和固定生产运维这四项开支。其中,电价占总成本的 78%,电价高是造成电解水成本高的主要原因。
 
澳大利亚
 
在澳大利亚,根据《澳大利亚国家氢能战略》,制氢路径上仍然保持“技术中立”,既使用可再生能源制氢,也使用通过化石燃料制氢,其中使用碳捕集与封存(CCS)技术制氢的占比很大。
 
不过配套CCS设施的热化学制氢,生产效率还有待提升。目前,澳大利亚政府与日本川崎重工在维多利亚州投资的为期 4 年的褐煤制氢商业试点项目,计划在 2030 年代后实现煤制氢领域的商业化产,使生产氢气的成本降至2.14~2.74 美元/千克。
 
电化学制气,需消耗电力来产生氢气,成熟技术包括聚合物电解质膜(PEM)和碱性电解(AE)技术。目前澳大利亚电解制氢成本较高,但PEM 电解法正迅速成为更具竞争力的氢生产方式,预计到 2025 年,电解水制氢成本有望降至约 2.29-2.79 澳元/千克(约1.61~1.96美元/千克)。
 
日本
 
在日本,国内可再生能源发电的成本仍然很高,进口氢气在该国的氢气供应中占相当大的份额。
 
据日本能源经济研究所高级研究员Kan Sichao介绍:“日本需要降低国内可再生能源发电成本,以及从其他国家进口氢气的成本。一些可能的绿色氢能源路线包括日本国内的可再生能源、智利的太阳能、加拿大和俄罗斯的水力发电,以及澳大利亚和中东的太阳能光伏或风能。”
 
全球普氏能源资讯(S&P Global Platts)评估了近日在日本生产氢气的成本(不包括资本支出),其中不含CCS的SMR(甲烷水蒸气重整制氢)的成本为143.29日元/kg(约1.37美元/kg),碱性电解氢的成本为252.84日元/kg(约2.42美元/kg),而PEM电解氢的成本为283.36日元/kg(约2.72美元/kg)。
 
全球
 
下图显示了全球来自重整的低碳氢,CCS技术和来自电解水的可再生氢的成本竞争力。灰色氢是当今最具竞争力的选择,随着时间的流逝,它的竞争力将越来越弱,其成本水平将高于2040年前所有低碳替代品的水平。而低碳氢将成为的发展趋势。
 

 
数据来源:“Path to hydrogen competitiveness,A cost perspective,20 January 2020”—Hydrogen Council

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