國內(nèi)外制氫成本分析

 　　當前，全球大多數(shù)氫氣的制備都來自化石燃料，只有約5%來自低碳資源。低碳資源的氫氣主要有兩個生產(chǎn)路徑：通過低碳電力驅(qū)動的電解水或天然氣重整以及使用 CCS 技術(shù)進行煤氣化。

　　中國

　　在我國，根據(jù)相關(guān)調(diào)研，制氫原料超過90%均來源于對傳統(tǒng)能源的化學(xué)重整。其中，48%來自于天然氣重整、30%來自于醇類重整、18%來自于焦爐煤氣重整，僅有約 4%來自于電解水。

　　以天然氣重整為例，天然氣制氫成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成，其中天然氣價格是最主要因素，占73.4%。燃料氣是成本的第二因素，占13.7%。當天然氣價格為1.67元/m3，天然氣制氫成本為0.87元/m3;天然氣價格為2.52元/m3，氫氣成本為1.15元/m3。由此可見，原料來源是影響氫氣成本的主要因素，也成為企業(yè)選擇技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。 而電解水制氫成本主要來源于固定資產(chǎn)投資、電和固定生產(chǎn)運維這四項開支。其中，電價占總成本的 78%，電價高是造成電解水成本高的主要原因。

　　澳大利亞

　　在澳大利亞，根據(jù)《澳大利亞國家氫能戰(zhàn)略》，制氫路徑上仍然保持“技術(shù)中立”，既使用可再生能源制氫，也使用通過化石燃料制氫，其中使用碳捕集與封存(CCS)技術(shù)制氫的占比很大。

　　不過配套CCS設(shè)施的熱化學(xué)制氫，生產(chǎn)效率還有待提升。目前，澳大利亞政府與日本川崎重工在維多利亞州投資的為期 4 年的褐煤制氫商業(yè)試點項目，計劃在 2030 年代后實現(xiàn)煤制氫領(lǐng)域的商業(yè)化產(chǎn)，使生產(chǎn)氫氣的成本降至2.14~2.74 美元/千克。

　　電化學(xué)制氣，需消耗電力來產(chǎn)生氫氣，成熟技術(shù)包括聚合物電解質(zhì)膜(PEM)和堿性電解(AE)技術(shù)。目前澳大利亞電解制氫成本較高，但PEM 電解法正迅速成為更具競爭力的氫生產(chǎn)方式，預(yù)計到 2025 年，電解水制氫成本有望降至約 2.29-2.79 澳元/千克(約1.61~1.96美元/千克)。

　　日本

　　在日本，國內(nèi)可再生能源發(fā)電的成本仍然很高，進口氫氣在該國的氫氣供應(yīng)中占相當大的份額。

　　據(jù)日本能源經(jīng)濟研究所高級研究員Kan Sichao介紹：“日本需要降低國內(nèi)可再生能源發(fā)電成本，以及從其他國家進口氫氣的成本。一些可能的綠色氫能源路線包括日本國內(nèi)的可再生能源、智利的太陽能、加拿大和俄羅斯的水力發(fā)電，以及澳大利亞和中東的太陽能光伏或風(fēng)能。”

　　全球普氏能源資訊(S&P Global Platts)評估了近日在日本生產(chǎn)氫氣的成本(不包括資本支出)，其中不含CCS的SMR(甲烷水蒸氣重整制氫)的成本為143.29日元/kg(約1.37美元/kg)，堿性電解氫的成本為252.84日元/kg(約2.42美元/kg)，而PEM電解氫的成本為283.36日元/kg(約2.72美元/kg)。

　　全球

　　下圖顯示了全球來自重整的低碳氫，CCS技術(shù)和來自電解水的可再生氫的成本競爭力。灰色氫是當今最具競爭力的選擇，隨著時間的流逝，它的競爭力將越來越弱，其成本水平將高于2040年前所有低碳替代品的水平。而低碳氫將成為的發(fā)展趨勢。

　　數(shù)據(jù)來源：“Path to hydrogen competitiveness，A cost perspective，20 January 2020”—Hydrogen Council

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