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下載手機(jī)APP 跟著氫能的普及，不少出資者瞄準(zhǔn)了工業(yè)副產(chǎn)氣制氫。一些業(yè)界專家、政府主管部門也建議出資者首選副產(chǎn)氣制氫，有些地方政府還擬定了宏偉的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫規(guī)劃。
理論上，我國工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，用其制氫既能協(xié)助工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排，減輕環(huán)保壓力，又能使制氫企業(yè)獲得廉價質(zhì)料和杰出收益，降低全社會用氫本錢，促進(jìn)氫燃料電池車工業(yè)開展，是多方獲益的功德。但實際果真如此嗎?
上篇：
產(chǎn)值大、有技能、本錢低
看上去都是優(yōu)勢
工業(yè)副氫是工業(yè)副產(chǎn)氣制氫的簡稱。我國石油化工、煤化工、鋼鐵、建材、焦炭等職業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃巨大，每年產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)氣數(shù)千億立方米，若將其間的氫氣別離提純，即可獲得上千萬噸高純氫氣。
以焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣、甲醇/合成氨設(shè)備馳放氣等優(yōu)質(zhì)制氫副產(chǎn)氣為例。2020年，我國焦炭產(chǎn)值為4.71億噸，按1噸焦炭副產(chǎn)含氫55%(體積百分比，下同)的焦?fàn)t煤氣427立方米核算，全職業(yè)理論副產(chǎn)高純氫980萬噸/年(1千克氫氣約合11.2規(guī)范立方米)，扣除50%回爐煤氣，可向社會供氫490萬噸/年;燒堿產(chǎn)值為3643.3萬噸，按1噸燒堿副產(chǎn)氫氣24.8千克核算，該職業(yè)副產(chǎn)氫90萬噸，扣除60%出產(chǎn)聚氯乙烯和鹽酸消耗的氫氣，可對外供氫36萬噸/年;我國現(xiàn)已投產(chǎn)的丙烷制丙烯設(shè)備算計產(chǎn)能1010萬噸/年，按設(shè)備平均開工率80%、1噸丙烷脫氫副產(chǎn)38千克高純氫氣核算，丙烷脫氫職業(yè)副產(chǎn)氫30.7萬噸/年;2020年我國合成氨產(chǎn)值為4954萬噸，按1噸合成氨副產(chǎn)113立方米含氫53%馳放氣核算，該職業(yè)副產(chǎn)氫26萬噸/年;再算上甲醇馳放氣31萬噸/年和乙烷裂解職業(yè)20萬噸/年工業(yè)副氫，現(xiàn)在，我國可經(jīng)濟(jì)收回運用的工業(yè)副氫量高達(dá)633.7萬噸/年。
還不止。依據(jù)在建和規(guī)劃的輕烴歸納運用項目(主要指丙烷脫氫和乙烷裂解)和甲醇項目，預(yù)計2023年前后我國丙烷脫氫、乙烷裂解、甲醇產(chǎn)能將別離到達(dá)2126萬噸/年、1980萬噸/年和9800萬噸/年。即使焦炭、合成氨、氯堿職業(yè)后期不再擴(kuò)張，到時，上述最具制氫潛力的職業(yè)副產(chǎn)氫氣也將高達(dá)735萬噸/年。這還僅是簡單地將其間的氫氣別離提純的結(jié)果。如果將上述工業(yè)副產(chǎn)氣中的一氧化碳、甲烷、烴類一起變換/氧化轉(zhuǎn)化為氫氣，則氫氣產(chǎn)值可大幅添加至1400萬噸/年。再加上電石爐尾氣、煉廠干氣、芳烴重整、鋼廠尾氣、乙二醇副產(chǎn)氣制氫，2023年，理論上我國可用的工業(yè)副氫總量將打破2100萬噸/年。
更達(dá)觀的音訊是，所有工業(yè)副產(chǎn)氣制純氫技能難題均已打破，且得到工業(yè)化運用驗證。
據(jù)業(yè)界專家介紹，工業(yè)副產(chǎn)氣制純氫主要有3種方法：深冷別離、變壓吸附、膜別離。
深冷別離是將氣體液化后蒸餾，依據(jù)不同氣體的沸點不同，通過溫度控制將其別離，所得產(chǎn)品純度較高，適合大規(guī)劃制純氫設(shè)備運用;變壓吸附的原理是依據(jù)不同氣體在吸附劑上的吸附能力不同，通過梯級降壓，使其不斷解吸，最終將混合氣體別離提純;膜別離法則是依據(jù)氣體分子大小各異，透過高分子薄膜的速率不同的原理對其施行別離提純。其間，深冷別離工藝設(shè)備出資大、工藝運轉(zhuǎn)要求苛刻、單位能耗高。但其優(yōu)勢是：產(chǎn)能大，單套制氫規(guī)劃達(dá)5000～10萬規(guī)范立方米/小時，氫氣收回率高達(dá)90%～98%，原猜中只需氫氣超越10%即可，且所得氫產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)運輸半徑大。
與深冷別離法比較，變壓吸贊同膜別離均無須對氣體深冷液化，因而設(shè)備的能耗大幅降低，操作條件相對溫和。尤其變壓吸附，工藝簡單、技能老練、單套制氫規(guī)劃與深冷技能相當(dāng)、設(shè)備出資中等、出產(chǎn)和運營本錢低、所得氫產(chǎn)品純度高，是現(xiàn)在最為經(jīng)濟(jì)實用的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫純氫技能，建成運轉(zhuǎn)的工業(yè)化設(shè)備最多。
膜別離工藝設(shè)備初期出資小，但因高端膜及相關(guān)輔助材料依賴進(jìn)口，導(dǎo)致設(shè)備運營本錢高，且單套制氫規(guī)劃不超越1萬規(guī)范立方米/小時，現(xiàn)在國內(nèi)沒有大規(guī)劃工業(yè)化推廣運用。不過，為了滿意《質(zhì)子交流膜燃料電池轎車用燃料氫氣》(GB/T37244-2018)規(guī)范中“一氧化碳、硫化氫含量別離不超越0.2微摩爾/摩爾和0.004微摩爾/摩爾”等苛刻要求，也有企業(yè)測驗選用變壓吸附+膜別離復(fù)合工藝，但這樣會導(dǎo)致制氫本錢大幅添加。而北京佳安氫源科技股份有限公司已成功開發(fā)了模塊化定向除雜技能，可針對不同工業(yè)副產(chǎn)氣的氫氣組分和不同含量，選用不同的模塊組合處理，從而完成低本錢高效除雜制得純氫的目的。
“工業(yè)副氫的另一特點是本錢較低，在氫燃料電池轎車工業(yè)開展初期容易被用戶承受。”石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院原副總工程師劉延偉對記者說。
依據(jù)我國電動車百人會《我國氫能工業(yè)開展陳述2020》公布的數(shù)據(jù)，丙烷脫氫、乙烷裂解、燒堿副產(chǎn)氣、焦?fàn)t煤氣、合成氨/甲醇馳放氣等不同工業(yè)副產(chǎn)氣制氫的歸納本錢依次為：1.25～1.8元(規(guī)范立方米價，下同)、1.35～1.8元、1.2～1.8元、0.83～1.33元、1.3～2.0元。
天然氣及煤制氫歸納本錢跟著天然氣和煤炭價格上漲而上漲。當(dāng)天然氣價格別離為1元、2元、3元、4元、5元時，對應(yīng)的制氫歸納本錢依次為0.95元、1.43元、1.88元、2.07元和2.41元。當(dāng)煤炭價格別離為200元(噸價，下同)、400元、600元、800元、1000元時，對應(yīng)的制氫歸納本錢依次為0.6元、0.72元、0.84元、0.96元和1.08元。
電解水制氫又分為堿性電解水制氫和質(zhì)子交流膜電解水制氫。前者技能工藝?yán)暇?、相關(guān)設(shè)備悉數(shù)國產(chǎn)化，制氫規(guī)劃可達(dá)1000規(guī)范立方米/小時;后者關(guān)鍵材料質(zhì)子膜根本依賴進(jìn)口，最大制氫規(guī)劃200規(guī)范立方米/小時。當(dāng)電價為0.3元(千瓦時價，下同)、0.35元、0.4元、0.45元、0.5元時，堿性電解水制氫/質(zhì)子膜電解水制氫的歸納本錢依次為：1.93元/2.83元、2.25元/3.3元、2.58元/3.77元、2.9元/4.25元和3.22元/4.72元。
從外表看，煤制氫本錢最低。但由于每出產(chǎn)1千克氫會排放19千克二氧化碳，在雙碳方針約束下，后期將面對巨大的碳減排壓力。一旦被迫上馬碳捕集和封存運用(CCUS)設(shè)備，則煤制氫的運營本錢將激增130%、燃料和出資本錢將添加5%，氫氣歸納本錢將添加1.1元/立方米。加之煤制氫低本錢的前提是大型集約化出產(chǎn)，這與燃料電池轎車用氫短距離運營、分布式運用的經(jīng)濟(jì)性要求相悖。天然氣制氫則受制于天然氣供給缺乏和價格高企，只能在有條件的地區(qū)少量布局。
總歸，歸納質(zhì)料供給、制氫本錢、技能先進(jìn)與老練度，以及碳排放與環(huán)境因素，工業(yè)副產(chǎn)氫無疑是當(dāng)時性價比最高的制氫途徑。
下篇：
實產(chǎn)少、質(zhì)料緊、環(huán)保難
用起來都是愁事
有資源、有商場、有本錢優(yōu)勢，又能解決工業(yè)企業(yè)的排放問題，出資工業(yè)副氫似乎只賺不賠、前途光明。但是，真正開端工業(yè)副氫項目調(diào)研證明時，才會驚詫地發(fā)現(xiàn)：抱負(fù)很豐滿、實際很骨感。
首要，副氫產(chǎn)值越來越少。理論上，我國可用于制氫的工業(yè)副產(chǎn)氣每年有數(shù)千億立方米，僅含氫55%的焦?fàn)t煤氣就超越940億立方米，加上燒堿副產(chǎn)氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣、甲醇/合成氨馳放氣等優(yōu)質(zhì)制氫工業(yè)副產(chǎn)氣，總量超越1500億立方米，但“十二五”以來，跟著節(jié)能減排與環(huán)保政策從嚴(yán)，企業(yè)節(jié)能環(huán)保意識和精細(xì)化管理水平進(jìn)步，絕大多數(shù)企業(yè)都上馬了工業(yè)副產(chǎn)氣收回運用設(shè)備。比方，焦化職業(yè)用焦?fàn)t煤氣出產(chǎn)甲醇、合成氨、液化天然氣;甲醇/合成氨企業(yè)將馳放氣收回后補充體系氫氣、余氣送入鍋爐焚燒出產(chǎn)蒸汽或發(fā)電;蘭炭企業(yè)要么用荒煤氣(含塵煤氣)制氫為其煤焦油加氫設(shè)備供給氫氣，要么發(fā)電。甚至連氫氣含量較低的電石爐尾氣、鋼廠尾氣，也悉數(shù)被收回用來發(fā)電或燒石灰。至于石油煉化企業(yè)，除芳烴重整單元外，簡直悉數(shù)需求補氫，副產(chǎn)的煉廠干氣或煉油尾氣，要么用來制氫補充體系，要么收回碳3、碳4出產(chǎn)化工產(chǎn)品，或者出產(chǎn)民用液化石油氣或直接進(jìn)入配套鍋爐焚燒，根本沒有商品副氫。
“咱們旗下共有5家子公司，算計550萬噸/年半焦(蘭炭)產(chǎn)能，年副產(chǎn)荒煤氣超越30億立方米。由于配套了荒煤氣制氫-煤焦油加氫、荒煤氣發(fā)電、荒煤氣燒石灰等設(shè)備，沒有多余荒煤氣對外出售。旗下一家企業(yè)還由于無滿意的荒煤氣制氫，不得已外購天然氣制氫以滿意其自身焦油加氫設(shè)備的用氫需求。”陜煤集團(tuán)神木煤化工工業(yè)公司董事長毛世強(qiáng)向記者道出了實情。
氯堿職業(yè)的副產(chǎn)氫曾被業(yè)界寄予厚望。但是實際是：為了平衡氯氣，60%以上的氫氣被配套的鹽酸、聚氯乙烯、雙氧水消耗，剩余缺乏40%的含氫副產(chǎn)氣(100立方米/噸左右)，因氣量小，往往難以支撐出資數(shù)千萬元的氫氣收回純氫設(shè)備的正常經(jīng)營與合理贏利，企業(yè)只能將其送入鍋爐焚燒。何況，并非所有氯堿企業(yè)都有富氫外供。
“與乙烯法聚氯乙烯不同，電石法聚氯乙烯不僅不會富氫，還需求補氫。比方咱們的110萬噸/年聚氯乙烯設(shè)備，為了確保體系氫平衡，還自建了4×400立方米/小時電解水制氫設(shè)備。”陜西北元集團(tuán)副總經(jīng)理王奮中對記者說。
至于輕烴裂解設(shè)備，盡管副產(chǎn)氫較多且氫氣含量高，但一則該職業(yè)規(guī)劃較小，二則業(yè)主自身配套了氫氣收回與提純設(shè)備，第三方往往很難插足，只能“望氫興嘆”。
其次，面對質(zhì)料提價的風(fēng)險。由于相關(guān)企業(yè)根本配套了工業(yè)副產(chǎn)氣運用設(shè)備，即使由于氫燃料電池轎車用氫價格較高、比較其原運用方式更有利可圖，使相關(guān)企業(yè)愿意出售其工業(yè)副產(chǎn)氣，但跟著制氫企業(yè)增多和工業(yè)副產(chǎn)氣需求增大，工業(yè)副產(chǎn)氣將炙手可熱，上游企業(yè)趁機(jī)提價在所難免。近幾年令生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)痛苦的枯枝、秸稈、木材加工廢料等生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目質(zhì)料坐地起價的一幕，必然會在工業(yè)副產(chǎn)氫領(lǐng)域重演。與此一起，跟著氫燃料電池轎車推廣運用提速，工業(yè)鏈日益老練，政府補貼及支撐政策退坡，氫能終端價格將繼續(xù)走低。到時，出資工業(yè)副氣制氫的企業(yè)將面對質(zhì)料提價、產(chǎn)品貶價的雙重擠壓。
最后，面對可再生動力制氫的應(yīng)戰(zhàn)。從全生命周期碳排放看，可再生動力電解水制氫無疑是最清潔的綠氫，是未來氫能的主導(dǎo)。
依據(jù)相關(guān)規(guī)劃，2030年，我國可再生動力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)12億千瓦?？紤]到可再生動力發(fā)電的間歇性以及電力存儲的難度與高本錢，可再生動力發(fā)電-電解水制氫無疑是可再生動力充分運用的抱負(fù)途徑之一。而據(jù)陜西隆基綠能科技股份有限公司董事長鐘寶申介紹，自2010年以來，光伏發(fā)電本錢現(xiàn)已下降70%以上，后期跟著技能進(jìn)步、光電轉(zhuǎn)化率的進(jìn)步，光伏電價低于燃煤發(fā)電將成為實際。
而據(jù)記者了解，2020年以來，國際上已有3起光伏發(fā)電招標(biāo)電價低于0.1元/千瓦時。
“即使不算上減碳及碳買賣收益，一旦可再生動力發(fā)電降至0.25元/千瓦時，用其電解水制氫的本錢也可與工業(yè)副氫抗衡。”我國科學(xué)院院士、中科院大連化物所研究員李燦這樣表明。
“沒有同步建設(shè)碳捕集和封存運用設(shè)備的工業(yè)副氫，本質(zhì)上也是灰氫，在無綠氫可用或綠氫供給缺乏時，這種灰氫有其開展的必要性，也具有一定的競賽優(yōu)勢。一旦可再生動力發(fā)電規(guī)劃滿意大且價格繼續(xù)下降，綠氫供給充足時，這些灰氫不僅面對著劇烈的商場競賽，還將面對二氧化碳減排的巨大壓力。所以，需理性看待、慎重出資。”陜西煤業(yè)新式動力科技股份有限公司總經(jīng)理徐國強(qiáng)這樣提示。
《我國石油和化工工業(yè)調(diào)查》雜志 作者：陳繼軍
理論上，我國工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，用其制氫既能協(xié)助工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排，減輕環(huán)保壓力，又能使制氫企業(yè)獲得廉價質(zhì)料和杰出收益，降低全社會用氫本錢，促進(jìn)氫燃料電池車工業(yè)開展，是多方獲益的功德。但實際果真如此嗎?
上篇：
產(chǎn)值大、有技能、本錢低
看上去都是優(yōu)勢
工業(yè)副氫是工業(yè)副產(chǎn)氣制氫的簡稱。我國石油化工、煤化工、鋼鐵、建材、焦炭等職業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃巨大，每年產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)氣數(shù)千億立方米，若將其間的氫氣別離提純，即可獲得上千萬噸高純氫氣。
以焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣、甲醇/合成氨設(shè)備馳放氣等優(yōu)質(zhì)制氫副產(chǎn)氣為例。2020年，我國焦炭產(chǎn)值為4.71億噸，按1噸焦炭副產(chǎn)含氫55%(體積百分比，下同)的焦?fàn)t煤氣427立方米核算，全職業(yè)理論副產(chǎn)高純氫980萬噸/年(1千克氫氣約合11.2規(guī)范立方米)，扣除50%回爐煤氣，可向社會供氫490萬噸/年;燒堿產(chǎn)值為3643.3萬噸，按1噸燒堿副產(chǎn)氫氣24.8千克核算，該職業(yè)副產(chǎn)氫90萬噸，扣除60%出產(chǎn)聚氯乙烯和鹽酸消耗的氫氣，可對外供氫36萬噸/年;我國現(xiàn)已投產(chǎn)的丙烷制丙烯設(shè)備算計產(chǎn)能1010萬噸/年，按設(shè)備平均開工率80%、1噸丙烷脫氫副產(chǎn)38千克高純氫氣核算，丙烷脫氫職業(yè)副產(chǎn)氫30.7萬噸/年;2020年我國合成氨產(chǎn)值為4954萬噸，按1噸合成氨副產(chǎn)113立方米含氫53%馳放氣核算，該職業(yè)副產(chǎn)氫26萬噸/年;再算上甲醇馳放氣31萬噸/年和乙烷裂解職業(yè)20萬噸/年工業(yè)副氫，現(xiàn)在，我國可經(jīng)濟(jì)收回運用的工業(yè)副氫量高達(dá)633.7萬噸/年。
還不止。依據(jù)在建和規(guī)劃的輕烴歸納運用項目(主要指丙烷脫氫和乙烷裂解)和甲醇項目，預(yù)計2023年前后我國丙烷脫氫、乙烷裂解、甲醇產(chǎn)能將別離到達(dá)2126萬噸/年、1980萬噸/年和9800萬噸/年。即使焦炭、合成氨、氯堿職業(yè)后期不再擴(kuò)張，到時，上述最具制氫潛力的職業(yè)副產(chǎn)氫氣也將高達(dá)735萬噸/年。這還僅是簡單地將其間的氫氣別離提純的結(jié)果。如果將上述工業(yè)副產(chǎn)氣中的一氧化碳、甲烷、烴類一起變換/氧化轉(zhuǎn)化為氫氣，則氫氣產(chǎn)值可大幅添加至1400萬噸/年。再加上電石爐尾氣、煉廠干氣、芳烴重整、鋼廠尾氣、乙二醇副產(chǎn)氣制氫，2023年，理論上我國可用的工業(yè)副氫總量將打破2100萬噸/年。
更達(dá)觀的音訊是，所有工業(yè)副產(chǎn)氣制純氫技能難題均已打破，且得到工業(yè)化運用驗證。
據(jù)業(yè)界專家介紹，工業(yè)副產(chǎn)氣制純氫主要有3種方法：深冷別離、變壓吸附、膜別離。
深冷別離是將氣體液化后蒸餾，依據(jù)不同氣體的沸點不同，通過溫度控制將其別離，所得產(chǎn)品純度較高，適合大規(guī)劃制純氫設(shè)備運用;變壓吸附的原理是依據(jù)不同氣體在吸附劑上的吸附能力不同，通過梯級降壓，使其不斷解吸，最終將混合氣體別離提純;膜別離法則是依據(jù)氣體分子大小各異，透過高分子薄膜的速率不同的原理對其施行別離提純。其間，深冷別離工藝設(shè)備出資大、工藝運轉(zhuǎn)要求苛刻、單位能耗高。但其優(yōu)勢是：產(chǎn)能大，單套制氫規(guī)劃達(dá)5000～10萬規(guī)范立方米/小時，氫氣收回率高達(dá)90%～98%，原猜中只需氫氣超越10%即可，且所得氫產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)運輸半徑大。
與深冷別離法比較，變壓吸贊同膜別離均無須對氣體深冷液化，因而設(shè)備的能耗大幅降低，操作條件相對溫和。尤其變壓吸附，工藝簡單、技能老練、單套制氫規(guī)劃與深冷技能相當(dāng)、設(shè)備出資中等、出產(chǎn)和運營本錢低、所得氫產(chǎn)品純度高，是現(xiàn)在最為經(jīng)濟(jì)實用的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫純氫技能，建成運轉(zhuǎn)的工業(yè)化設(shè)備最多。
膜別離工藝設(shè)備初期出資小，但因高端膜及相關(guān)輔助材料依賴進(jìn)口，導(dǎo)致設(shè)備運營本錢高，且單套制氫規(guī)劃不超越1萬規(guī)范立方米/小時，現(xiàn)在國內(nèi)沒有大規(guī)劃工業(yè)化推廣運用。不過，為了滿意《質(zhì)子交流膜燃料電池轎車用燃料氫氣》(GB/T37244-2018)規(guī)范中“一氧化碳、硫化氫含量別離不超越0.2微摩爾/摩爾和0.004微摩爾/摩爾”等苛刻要求，也有企業(yè)測驗選用變壓吸附+膜別離復(fù)合工藝，但這樣會導(dǎo)致制氫本錢大幅添加。而北京佳安氫源科技股份有限公司已成功開發(fā)了模塊化定向除雜技能，可針對不同工業(yè)副產(chǎn)氣的氫氣組分和不同含量，選用不同的模塊組合處理，從而完成低本錢高效除雜制得純氫的目的。
“工業(yè)副氫的另一特點是本錢較低，在氫燃料電池轎車工業(yè)開展初期容易被用戶承受。”石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院原副總工程師劉延偉對記者說。
依據(jù)我國電動車百人會《我國氫能工業(yè)開展陳述2020》公布的數(shù)據(jù)，丙烷脫氫、乙烷裂解、燒堿副產(chǎn)氣、焦?fàn)t煤氣、合成氨/甲醇馳放氣等不同工業(yè)副產(chǎn)氣制氫的歸納本錢依次為：1.25～1.8元(規(guī)范立方米價，下同)、1.35～1.8元、1.2～1.8元、0.83～1.33元、1.3～2.0元。
天然氣及煤制氫歸納本錢跟著天然氣和煤炭價格上漲而上漲。當(dāng)天然氣價格別離為1元、2元、3元、4元、5元時，對應(yīng)的制氫歸納本錢依次為0.95元、1.43元、1.88元、2.07元和2.41元。當(dāng)煤炭價格別離為200元(噸價，下同)、400元、600元、800元、1000元時，對應(yīng)的制氫歸納本錢依次為0.6元、0.72元、0.84元、0.96元和1.08元。
電解水制氫又分為堿性電解水制氫和質(zhì)子交流膜電解水制氫。前者技能工藝?yán)暇?、相關(guān)設(shè)備悉數(shù)國產(chǎn)化，制氫規(guī)劃可達(dá)1000規(guī)范立方米/小時;后者關(guān)鍵材料質(zhì)子膜根本依賴進(jìn)口，最大制氫規(guī)劃200規(guī)范立方米/小時。當(dāng)電價為0.3元(千瓦時價，下同)、0.35元、0.4元、0.45元、0.5元時，堿性電解水制氫/質(zhì)子膜電解水制氫的歸納本錢依次為：1.93元/2.83元、2.25元/3.3元、2.58元/3.77元、2.9元/4.25元和3.22元/4.72元。
從外表看，煤制氫本錢最低。但由于每出產(chǎn)1千克氫會排放19千克二氧化碳，在雙碳方針約束下，后期將面對巨大的碳減排壓力。一旦被迫上馬碳捕集和封存運用(CCUS)設(shè)備，則煤制氫的運營本錢將激增130%、燃料和出資本錢將添加5%，氫氣歸納本錢將添加1.1元/立方米。加之煤制氫低本錢的前提是大型集約化出產(chǎn)，這與燃料電池轎車用氫短距離運營、分布式運用的經(jīng)濟(jì)性要求相悖。天然氣制氫則受制于天然氣供給缺乏和價格高企，只能在有條件的地區(qū)少量布局。
總歸，歸納質(zhì)料供給、制氫本錢、技能先進(jìn)與老練度，以及碳排放與環(huán)境因素，工業(yè)副產(chǎn)氫無疑是當(dāng)時性價比最高的制氫途徑。
下篇：
實產(chǎn)少、質(zhì)料緊、環(huán)保難
用起來都是愁事
有資源、有商場、有本錢優(yōu)勢，又能解決工業(yè)企業(yè)的排放問題，出資工業(yè)副氫似乎只賺不賠、前途光明。但是，真正開端工業(yè)副氫項目調(diào)研證明時，才會驚詫地發(fā)現(xiàn)：抱負(fù)很豐滿、實際很骨感。
首要，副氫產(chǎn)值越來越少。理論上，我國可用于制氫的工業(yè)副產(chǎn)氣每年有數(shù)千億立方米，僅含氫55%的焦?fàn)t煤氣就超越940億立方米，加上燒堿副產(chǎn)氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣、甲醇/合成氨馳放氣等優(yōu)質(zhì)制氫工業(yè)副產(chǎn)氣，總量超越1500億立方米，但“十二五”以來，跟著節(jié)能減排與環(huán)保政策從嚴(yán)，企業(yè)節(jié)能環(huán)保意識和精細(xì)化管理水平進(jìn)步，絕大多數(shù)企業(yè)都上馬了工業(yè)副產(chǎn)氣收回運用設(shè)備。比方，焦化職業(yè)用焦?fàn)t煤氣出產(chǎn)甲醇、合成氨、液化天然氣;甲醇/合成氨企業(yè)將馳放氣收回后補充體系氫氣、余氣送入鍋爐焚燒出產(chǎn)蒸汽或發(fā)電;蘭炭企業(yè)要么用荒煤氣(含塵煤氣)制氫為其煤焦油加氫設(shè)備供給氫氣，要么發(fā)電。甚至連氫氣含量較低的電石爐尾氣、鋼廠尾氣，也悉數(shù)被收回用來發(fā)電或燒石灰。至于石油煉化企業(yè)，除芳烴重整單元外，簡直悉數(shù)需求補氫，副產(chǎn)的煉廠干氣或煉油尾氣，要么用來制氫補充體系，要么收回碳3、碳4出產(chǎn)化工產(chǎn)品，或者出產(chǎn)民用液化石油氣或直接進(jìn)入配套鍋爐焚燒，根本沒有商品副氫。
“咱們旗下共有5家子公司，算計550萬噸/年半焦(蘭炭)產(chǎn)能，年副產(chǎn)荒煤氣超越30億立方米。由于配套了荒煤氣制氫-煤焦油加氫、荒煤氣發(fā)電、荒煤氣燒石灰等設(shè)備，沒有多余荒煤氣對外出售。旗下一家企業(yè)還由于無滿意的荒煤氣制氫，不得已外購天然氣制氫以滿意其自身焦油加氫設(shè)備的用氫需求。”陜煤集團(tuán)神木煤化工工業(yè)公司董事長毛世強(qiáng)向記者道出了實情。
氯堿職業(yè)的副產(chǎn)氫曾被業(yè)界寄予厚望。但是實際是：為了平衡氯氣，60%以上的氫氣被配套的鹽酸、聚氯乙烯、雙氧水消耗，剩余缺乏40%的含氫副產(chǎn)氣(100立方米/噸左右)，因氣量小，往往難以支撐出資數(shù)千萬元的氫氣收回純氫設(shè)備的正常經(jīng)營與合理贏利，企業(yè)只能將其送入鍋爐焚燒。何況，并非所有氯堿企業(yè)都有富氫外供。
“與乙烯法聚氯乙烯不同，電石法聚氯乙烯不僅不會富氫，還需求補氫。比方咱們的110萬噸/年聚氯乙烯設(shè)備，為了確保體系氫平衡，還自建了4×400立方米/小時電解水制氫設(shè)備。”陜西北元集團(tuán)副總經(jīng)理王奮中對記者說。
至于輕烴裂解設(shè)備，盡管副產(chǎn)氫較多且氫氣含量高，但一則該職業(yè)規(guī)劃較小，二則業(yè)主自身配套了氫氣收回與提純設(shè)備，第三方往往很難插足，只能“望氫興嘆”。
其次，面對質(zhì)料提價的風(fēng)險。由于相關(guān)企業(yè)根本配套了工業(yè)副產(chǎn)氣運用設(shè)備，即使由于氫燃料電池轎車用氫價格較高、比較其原運用方式更有利可圖，使相關(guān)企業(yè)愿意出售其工業(yè)副產(chǎn)氣，但跟著制氫企業(yè)增多和工業(yè)副產(chǎn)氣需求增大，工業(yè)副產(chǎn)氣將炙手可熱，上游企業(yè)趁機(jī)提價在所難免。近幾年令生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)痛苦的枯枝、秸稈、木材加工廢料等生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目質(zhì)料坐地起價的一幕，必然會在工業(yè)副產(chǎn)氫領(lǐng)域重演。與此一起，跟著氫燃料電池轎車推廣運用提速，工業(yè)鏈日益老練，政府補貼及支撐政策退坡，氫能終端價格將繼續(xù)走低。到時，出資工業(yè)副氣制氫的企業(yè)將面對質(zhì)料提價、產(chǎn)品貶價的雙重擠壓。
最后，面對可再生動力制氫的應(yīng)戰(zhàn)。從全生命周期碳排放看，可再生動力電解水制氫無疑是最清潔的綠氫，是未來氫能的主導(dǎo)。
依據(jù)相關(guān)規(guī)劃，2030年，我國可再生動力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)12億千瓦?？紤]到可再生動力發(fā)電的間歇性以及電力存儲的難度與高本錢，可再生動力發(fā)電-電解水制氫無疑是可再生動力充分運用的抱負(fù)途徑之一。而據(jù)陜西隆基綠能科技股份有限公司董事長鐘寶申介紹，自2010年以來，光伏發(fā)電本錢現(xiàn)已下降70%以上，后期跟著技能進(jìn)步、光電轉(zhuǎn)化率的進(jìn)步，光伏電價低于燃煤發(fā)電將成為實際。
而據(jù)記者了解，2020年以來，國際上已有3起光伏發(fā)電招標(biāo)電價低于0.1元/千瓦時。
“即使不算上減碳及碳買賣收益，一旦可再生動力發(fā)電降至0.25元/千瓦時，用其電解水制氫的本錢也可與工業(yè)副氫抗衡。”我國科學(xué)院院士、中科院大連化物所研究員李燦這樣表明。
“沒有同步建設(shè)碳捕集和封存運用設(shè)備的工業(yè)副氫，本質(zhì)上也是灰氫，在無綠氫可用或綠氫供給缺乏時，這種灰氫有其開展的必要性，也具有一定的競賽優(yōu)勢。一旦可再生動力發(fā)電規(guī)劃滿意大且價格繼續(xù)下降，綠氫供給充足時，這些灰氫不僅面對著劇烈的商場競賽，還將面對二氧化碳減排的巨大壓力。所以，需理性看待、慎重出資。”陜西煤業(yè)新式動力科技股份有限公司總經(jīng)理徐國強(qiáng)這樣提示。
《我國石油和化工工業(yè)調(diào)查》雜志 作者：陳繼軍
