煤制氢和天然气制氢成本比较，哪个更合理？

　　目前化石能源制氢仍然是氢能获取的主要来源，在我国，煤炭和天然气制氢哪个更经济，更具合理性？

　　氢能近年来迎来了风口，主要源于两个因素，一是随着技术的进步，制氢成本在不断下降，二是燃料电池汽车的量产，让业界看到了交通领域的无限前景。

　　在制氢环节，存在多种技术路线，从国际经验来看，煤炭、天然气均可作为大规模、稳定的内地制氢来源。

　　与当前全球应用最广的天然气制氢相比，煤制氢更符合我国资源条件，我们从经济性角度对二者进行了比较。

　　制氢原料路线的选择取决于原料资源的可获得性、技术成熟度和原料经济合理。

　　比较而言，天然气制氢单位投资低，煤制氢产量高，价格低廉，成本优势显著。在天然气价格较高和政策管控的情况下，煤制氢经济性好。

　　天然气制氢主要流程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。

　　甲烷水蒸气重整技术自1926年首次应用至今，经过近80多年的工艺改进，是目前工业上天然气制氢应用最广的方法。

　　煤制氢涉及复杂的工艺过程。煤炭通过气化、一氧化碳耐硫变换、酸性气体脱除、氢气提纯等关键环节，可以得到不同纯度的氢气。

　　一般情况下煤气化需要氧气，因此煤炭制氢还需要与之配套的空分系统。煤制氢的核心是煤气化技术。

　　天然气制氢成本主要由天然气、燃料气和制造成本构成，其中天然气价格占比73%，燃料气占比14%、制造及财务费占比9%。

　　煤制氢成本主要由煤炭、氧气、燃料动力能耗和制造成本构成，但原料占比仅37%远小于天然气比重。

　　一般煤制氢气采用部分氧化工艺，按照配套空气分离装置氧气成本测算，占氢气生产的26%。

　　由于煤制氢气投入大，制造及财务费用也成为重要的成本影响因素，占比达23%。

 

　　以9万m3/h独立制氢装置，对两种工艺路线进行比较，假设条件如下：

　　（1）天然气价格2018年沿江地区工业天然气均价3.25元/立方米，以此作为天然气制氢原料价格测算基础；2018年秦皇岛动力煤均价约600元/吨，以此作为煤制氢原料价格测算基础。

　　（2）氧气外购成本0.5元/立方米，3.5MPa蒸汽100元/吨，1.0MPa蒸汽70元/立方米，新鲜水4元/立方米；电费0.56元/千瓦时。

　　（3）煤制氢采用水煤浆技术，建设投资12亿元，天然气制氢建设投资6亿元。装置10年折旧后残值5%；修理费3%/年，财务费用按建设资金70%贷款，年利率5%。

　　从制氢成本敏感性图可以看出，天然气路线的制氢成本受天然气价格影响较大，天然气价格每上涨0.5元/立方米，制氢成本提升约0.2元/立方米。

　　而煤制氢路线的制氢成本受煤炭价格变化较小，煤炭价格每上升100元/吨，制氢成本提升约0.06元/立方米。

　　从原料价格的上涨趋势看，煤炭的价格抗风险能力也要优于天然气。

 

　　在煤炭价格水平约600元/吨情形下，如果天然气制氢要实现与煤制氢同样的生产成本，天然气价格必须维持在2.5元/立方米左右。

　　目前我国东部沿海地区工业天然气价格在3-3.5元/立方米，华南地区价格最高约4元/立方米。

　　煤制氢相比天然气制氢具有较好的成本竞争力，在西北、西南等天然气资源充足地区企业可考虑选择以天然气为原料制氢。

　　天然气制氢的特点在于流程短，投资低，运行稳定。

　　煤制氢的特点在于流程长，投资高，运行相对复杂，因煤炭价格相对较低，制氢成本低。

　　当制氢规模低于5万Nm3/h时，煤制氢的氢气成本中固定资产折旧成本高，与天然气制氢相比没有优势。

　　当制氢规模大于5万Nm3/h，煤制氢成本中固定资产折旧成本较低，其氢气成本具有竞争能力。制氢规模越大，煤制氢路线的成本优势越明显。