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  • 如何抉择氢能or传统能源!

      氢能是最近最火的能源类话题,其拥有干净、污染小及可以跨越当前传统能源的限制等优点,国内各个公司及能源巨头开始介入这个领域。大的如◆■中石化、小的美锦能源,还有后起的卫星石化,都开始注册公司发展氢能技术。“大地”在这里从燃料热值(质量)、氢气生产技术及性价比等方面,说一说氢◇…=▲能。

      能源最主要的就是热值,延伸下去就是能源的性价比了。不同燃料的单位热值是不一样的,由于国内都是用质量计量居多,以下没有特别说明都是以质量为准。国内汽车驱动的能源可分□◁为,汽油、柴油、天然气、电力还有氢能。如以居民用的小轿车为研究对象,多数都•☆■▲是汽油、电,当然,这里要加上氢能。汽油按照沿海炼油厂的原油、成本做参考;电的话,这里取天然气为原料的发电做参考;氢能以炼油厂、PDH装置做参考。价格体系以2019年4月份为例,加工的原油、天然气以3月份原油为准。

      这里可以看出,按照质量热值来看,单位质量,密度越大的,热值相对来说越高,按照热值从高到低排序:

      当前,上述各燃料的市场含税价格分别是多少呢?国六车用柴油大致为6500元/吨,92号国六汽油为7100元/吨,深圳进口天然气为4880元/吨,华南炼油厂的氢气大致为14500元/吨。至少从价格上来说,最便宜的是天然气、最贵的是氢气,传统的石油能源居中。可能有些朋友还是蒙了,到底氢能性价比如何呢?下面就说到氢气生产的技术、成本,按照单位热值再来排序:

      当前,全国消费氢气最多的还是炼化企业,在炼化企业☆△◆▲■中,以传统的天然气/轻烃制氢为主,大致全国有80%的炼油厂都是以该技术为主;新建炼油厂多数以煤制氢为主,尤其是一些煤化工企业,大致占全国产能15%左右;剩下的就是一些非传统的PDH、甲醇制氢技术。此外,这里▲=○▼的氢气成本以炼油厂的14500--16000元/吨为目标,分析各路线最经济的原料价格。

      干气制氢装置是其它装置来的原料,主要是催化裂化干气、焦化干气等等,经过原料加氢精制单元,脱除硫、氯等等有杂质,不避免后续的转化单元催化剂中毒;之后在转化单元,转化为H2和CO,同时伴生CO2和少量甲烷;再在中温变换单元将CO转化为H2和CO2;最后通过PSA单元,提纯氢气。

      传统的干气制氢,其成本约为14500—16000元/吨,国内炼油厂多数都是采用该工艺。

      而◇=△▲天然气制氢其流程与干气制氢类似,其成本受天然气价格影•●响较大,天然气价格已经达到2.85元/立方米,其氢气成本约为16000元/吨,;如果天然气价格能够恢复至1.9元/立方米,那么氢气的成本可降至11302元/吨。

      一套6万○▲-•■□吨/年的天然气制氢装置,其建设费用约为3亿元,按照10年的折旧来摊销,摊到一吨氢气上面,成本仅增加700—1000元/(吨-年)。

      煤制氢主要分为煤造气、脱硫、压缩、变换、变脱以及提纯几个单元,流程与天然气类似。主要的区别是增加了煤造气的单元,主要是原料煤在气化炉生成CO和H2为主的合成气,该单元的能耗最大。

      在煤炭价格为600元/吨的时候,煤制氢的成本仅为6426元/吨,如加上设备折旧后,煤制氢的完全成本仅为8896元/吨,就算加上后续的水处理及碳成本,煤制氢的成本也不超过10000元/吨。下面就要说到最“便宜”的PDH装置制氢了。

      该技术主要是丙烷通过脱氢等强吸热反应,生成氢气、丙烯等等产品。一般的PDH装置,丙烯收率为85%左右,氢气收率为•□▼◁▼3.6%左右。

      PDH装置生产一吨氢气的成本仅为5907元/吨,如果加上设备摊销,一吨氢气的成本也仅为12000元/吨,算是比较有竞争力的路线。它与煤制氢的主要区别是操作成本低于煤制氢,但是单位的完全成本与煤制氢相当或者略高。

      还有一些非常规的,甲醇制氢、水解制氢等等工艺。其中,甲醇制氢按照当前甲醇价格为2200元/吨,其对应的氢气成本达到21392元/吨,该路线元/吨,该路线才能与传统的天然气制氢相竞争;电解制氢,当电价为0.34元/度,氢气成本为22400元/吨,当电价为0.64元/度,氢气成本为39200元/吨,只有当电价低至0.24元△▪▲□△/度,该路线才能与传统的天然气制氢相竞争。

      上述说了全国主要生产氢气的技术、特点,这里可以初判判断,在当前的价格体系下,氢能大规模市场化最有可能实现的还是煤化工生产的氢气,其价格“低廉”、对外依存度低、符合国家长久能源安全的需要;其次,为PDH生产的氢气,因为多数PDH装置没有配套的下游装置,其氢气只能放火炬,回收的成本接近于“零”;再次,才是一些非传统的甲醇制氢、电解水等等。

      市场推动氢能技术,肯定有其不同于传统、市面能源的地方。就目前的文献来看,氢能的特点很明显,干净、单位密度高、环保。

      氢能要大规模应用要解决的几个问题,氢气存储、燃料电池成本以及加氢站建设。其中,氢气存储可以说△▪▲□△基本搞定了,除了70Mpa的氢气储存的部分关键部分;但是,燃料电池、加氢站的关键设备,都掌握在国外巨头手里,因此,一个加氢站建设要5000万左右;一个燃料电池系统最高达到50万。有前途吗?有!有钱途吗?也有。靠什么?补贴。

      在当前的价格体系下,氢能大规模市场化最有可能实现的还是煤化工生产的氢气,其价格“低廉”、对外依存度低、符合国家长久能源安全的需要;其次,为PDH生产的氢气。

      在煤炭价格为600元/吨的时候,煤制氢的成本仅为★▽…◇6426元/吨,如加上设备折旧后,煤制氢的完全成本仅为8896元/吨,就算加上后续的水处理及碳成本,煤制氢的成本也不超过10000元/吨。

      氢能要大规模应用要◆●△▼●解决的几个问题,氢气存储、燃料电池成本以及加氢站建设。其中,氢气存储可以说基本搞定了,除了70Mpa▪•★的氢气储存的部分关键部分;但是,燃料电池、加氢站的关键设备,都掌握在国外巨头手里.

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