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氫能市場(chǎng)前景廣闊，電解水制氫是未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)，當(dāng)期制氫方式主要有四種：化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)物制氫、電解水制氫、生物質(zhì)制氫及其他。其中化石燃料制氫與工業(yè)副產(chǎn)物制氫憑借較低的成本占據(jù)制氫結(jié)構(gòu)的主體地位，然而隨著化石燃料產(chǎn)量下降、可持續(xù)發(fā)展理念的深化，氫能市場(chǎng)在遠(yuǎn)期（2050 年左右）將形成以可再生能源為主體、煤制氫+CCS（碳捕獲）與生物質(zhì)制氫為補(bǔ)充的多元供氫格局。
公開(kāi)資料顯示，氫氣供應(yīng)鏈成本遠(yuǎn)高于天然氣，因而，氫氣的供應(yīng)與使用受運(yùn)輸距離限制，根據(jù)國(guó)內(nèi)的資料顯示（見(jiàn)表1），中國(guó)氫氣的市場(chǎng)大致分為燃料氫、化工氫、能源氫，對(duì)應(yīng)的氫氣市場(chǎng)價(jià)格分別為：
6 MPa化工氫，1~5萬(wàn) m³/h供應(yīng)量，直供價(jià)<1.5 RMB/Nm³；
20 MPa工業(yè)氫，100~2 000 m³/h，工業(yè)氫價(jià)為3.5 RMB/Nm³；
35 MPa以上能源氫，通過(guò)加氫站加注，6~20 kg/次，加氫站燃料電池用氫價(jià)格（扣除政府補(bǔ)貼）為4.5~5.0 RMB/Nm³。
電解水成本偏高，降成本主要依賴電價(jià)
由于電費(fèi)占整個(gè)水電解制氫生產(chǎn)費(fèi)用的 80%左右，因此水電解制氫成本的關(guān)鍵在于耗能問(wèn)題。存在兩條降成本途徑：一是降低電解過(guò)程中的能耗，可通過(guò)開(kāi)發(fā) PEM（質(zhì)子交換膜電解） 及 SOEC（固體氧化物電解） 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；二是采用低成本電力為制氫原料，關(guān)鍵在于依靠光伏和風(fēng)電的發(fā)展。以大工業(yè)電價(jià)均價(jià) 0.61 元/ kW·h 計(jì)算，當(dāng)前電解水制氫的成本為 3.69 元/Nm3。
普通汽油車百公里耗油為 6-8 升，按照 7.3 元/L 的汽油售價(jià)，百公里燃料費(fèi)用最多為 58.4 元。以豐田Mirai 氫燃料電池汽車為例，其百公里氫耗平均水平為 1kg，意味著氫氣的售價(jià)需降到 58.4 元/kg 以下才可與汽油等同，說(shuō)明氫氣成本需降到 29.2 元/kg。由于氫氣接近理想氣體，根據(jù)理想氣體方程 PV=nRT 可估算出 1Kg 氫氣約為 11.19Nm3。因此氫氣的理想成本大約是 2.6 元/ Nm3。
當(dāng)用電價(jià)格低于 0.43 元/kW·h 時(shí)，電解水制備的氫氣成本才可與汽油相當(dāng)。光伏系統(tǒng)發(fā)電成本 0.5930 元/kWh，風(fēng)電度電成本約為 0.3656 元/kWh，且在未來(lái)仍有一定的下降空間。
天然氣制氫是目前主要制氫方式，降成本應(yīng)關(guān)注天然氣價(jià)格
天然氣制氫中的甲烷水蒸氣重整（SMR）是工業(yè)上最為成熟的制氫技術(shù)，約占世界制氫量的 70%（IEA數(shù)據(jù)）。我國(guó)天然氣價(jià)格受資源稟賦影響，天然氣資源主要分布集中的中西盆地也是價(jià)格最低的地區(qū)。尤其是新疆、青海等地區(qū)天然氣基本門站價(jià)格低至 1.2 元/千立方米左右。據(jù)測(cè)算，當(dāng)天然氣價(jià)格為 2 元/Nm3 時(shí)，測(cè)算出制氫成本為 1.35 元/Nm3，相比電解水制氫具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。
煤制氫成本最低，降成本空間較小
我國(guó)煤炭資源主要的格局是西多東少、北富南貧。內(nèi)蒙古、山西原煤產(chǎn)量領(lǐng)先，煤價(jià)也相對(duì)偏低。當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格為 600 元時(shí)，大規(guī)模煤氣化生產(chǎn)氫氣的成本為 1.1 元/ Nm3。如果在煤資源豐富的地區(qū)，當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格降低至 200 元 /噸時(shí)，制氫氣的成本可能降低為 0.34 元/ Nm3。但由于煤炭?jī)r(jià)格下降空間有限，且煤氣化制氫企業(yè)已形成較大規(guī)模，未來(lái)煤制氫降成本空間較小。
化工副產(chǎn)品制氫同樣依賴于電價(jià)
化工副產(chǎn)品制氫主要可以分為焦?fàn)t氣制氫、氯堿副產(chǎn)品制氫、丙烷脫氫和乙烷裂解等幾種方式，其中氯堿副產(chǎn)品制氫的由于工藝成本最為適中且所制取的氫氣純度較高等優(yōu)勢(shì)，成為目前化工副產(chǎn)品中較為適宜的制氫方式。
氯堿制氫是以食鹽水（NaCl）為原料，采用離子膜或者石棉隔膜電解槽生產(chǎn)燒堿（NaOH）和氯氣，同時(shí)得到副產(chǎn)品氫氣的工藝方法。之后再使用 PSA 等技術(shù)去除氫氣中的雜質(zhì)即可得到純度高于 99%的氫氣。
目前氯堿工業(yè)中成本最高的部分是用電成本，使用離子膜法生產(chǎn)燒堿所需的電耗 2150~2200 kWh/t。
一直以來(lái)，氫能大多數(shù)時(shí)候都應(yīng)用于交通領(lǐng)域，如氫燃料電池的普及。但事實(shí)上，氫氣作為一種二次能源，其在化工、建筑、鋼鐵等方面也有所應(yīng)用并且占比并不小。在我國(guó)，為了擴(kuò)大氫能的利用場(chǎng)景，從中央到地方都在發(fā)力。政策上，氫能側(cè)重于燃料電池汽車和加氫站的示范與落地；項(xiàng)目上，制氫項(xiàng)目的快速落地體現(xiàn)了我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”的決心，同時(shí)也需要思考，當(dāng)制氫成為主流，氫氣去向又該如何？
就目前而言，在現(xiàn)有的條件下，清潔能源制氫的成本大大高于常規(guī)能源制氫，其經(jīng)濟(jì)性受到制氫方式、應(yīng)用場(chǎng)景、運(yùn)輸距離和儲(chǔ)運(yùn)方式等多因素的影響，需要在商業(yè)模式進(jìn)行突破。而要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的制氫輸氫，成本和技術(shù)上需要實(shí)現(xiàn)雙重突破。
公開(kāi)資料顯示，氫氣供應(yīng)鏈成本遠(yuǎn)高于天然氣，因而，氫氣的供應(yīng)與使用受運(yùn)輸距離限制，根據(jù)國(guó)內(nèi)的資料顯示（見(jiàn)表1），中國(guó)氫氣的市場(chǎng)大致分為燃料氫、化工氫、能源氫，對(duì)應(yīng)的氫氣市場(chǎng)價(jià)格分別為：
6 MPa化工氫，1~5萬(wàn) m³/h供應(yīng)量，直供價(jià)<1.5 RMB/Nm³；
20 MPa工業(yè)氫，100~2 000 m³/h，工業(yè)氫價(jià)為3.5 RMB/Nm³；
35 MPa以上能源氫，通過(guò)加氫站加注，6~20 kg/次，加氫站燃料電池用氫價(jià)格（扣除政府補(bǔ)貼）為4.5~5.0 RMB/Nm³。
電解水成本偏高，降成本主要依賴電價(jià)
由于電費(fèi)占整個(gè)水電解制氫生產(chǎn)費(fèi)用的 80%左右，因此水電解制氫成本的關(guān)鍵在于耗能問(wèn)題。存在兩條降成本途徑：一是降低電解過(guò)程中的能耗，可通過(guò)開(kāi)發(fā) PEM（質(zhì)子交換膜電解） 及 SOEC（固體氧化物電解） 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；二是采用低成本電力為制氫原料，關(guān)鍵在于依靠光伏和風(fēng)電的發(fā)展。以大工業(yè)電價(jià)均價(jià) 0.61 元/ kW·h 計(jì)算，當(dāng)前電解水制氫的成本為 3.69 元/Nm3。
普通汽油車百公里耗油為 6-8 升，按照 7.3 元/L 的汽油售價(jià)，百公里燃料費(fèi)用最多為 58.4 元。以豐田Mirai 氫燃料電池汽車為例，其百公里氫耗平均水平為 1kg，意味著氫氣的售價(jià)需降到 58.4 元/kg 以下才可與汽油等同，說(shuō)明氫氣成本需降到 29.2 元/kg。由于氫氣接近理想氣體，根據(jù)理想氣體方程 PV=nRT 可估算出 1Kg 氫氣約為 11.19Nm3。因此氫氣的理想成本大約是 2.6 元/ Nm3。
當(dāng)用電價(jià)格低于 0.43 元/kW·h 時(shí)，電解水制備的氫氣成本才可與汽油相當(dāng)。光伏系統(tǒng)發(fā)電成本 0.5930 元/kWh，風(fēng)電度電成本約為 0.3656 元/kWh，且在未來(lái)仍有一定的下降空間。
天然氣制氫是目前主要制氫方式，降成本應(yīng)關(guān)注天然氣價(jià)格
天然氣制氫中的甲烷水蒸氣重整（SMR）是工業(yè)上最為成熟的制氫技術(shù)，約占世界制氫量的 70%（IEA數(shù)據(jù)）。我國(guó)天然氣價(jià)格受資源稟賦影響，天然氣資源主要分布集中的中西盆地也是價(jià)格最低的地區(qū)。尤其是新疆、青海等地區(qū)天然氣基本門站價(jià)格低至 1.2 元/千立方米左右。據(jù)測(cè)算，當(dāng)天然氣價(jià)格為 2 元/Nm3 時(shí)，測(cè)算出制氫成本為 1.35 元/Nm3，相比電解水制氫具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。
煤制氫成本最低，降成本空間較小
我國(guó)煤炭資源主要的格局是西多東少、北富南貧。內(nèi)蒙古、山西原煤產(chǎn)量領(lǐng)先，煤價(jià)也相對(duì)偏低。當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格為 600 元時(shí)，大規(guī)模煤氣化生產(chǎn)氫氣的成本為 1.1 元/ Nm3。如果在煤資源豐富的地區(qū)，當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格降低至 200 元 /噸時(shí)，制氫氣的成本可能降低為 0.34 元/ Nm3。但由于煤炭?jī)r(jià)格下降空間有限，且煤氣化制氫企業(yè)已形成較大規(guī)模，未來(lái)煤制氫降成本空間較小。
化工副產(chǎn)品制氫同樣依賴于電價(jià)
化工副產(chǎn)品制氫主要可以分為焦?fàn)t氣制氫、氯堿副產(chǎn)品制氫、丙烷脫氫和乙烷裂解等幾種方式，其中氯堿副產(chǎn)品制氫的由于工藝成本最為適中且所制取的氫氣純度較高等優(yōu)勢(shì)，成為目前化工副產(chǎn)品中較為適宜的制氫方式。
氯堿制氫是以食鹽水（NaCl）為原料，采用離子膜或者石棉隔膜電解槽生產(chǎn)燒堿（NaOH）和氯氣，同時(shí)得到副產(chǎn)品氫氣的工藝方法。之后再使用 PSA 等技術(shù)去除氫氣中的雜質(zhì)即可得到純度高于 99%的氫氣。
目前氯堿工業(yè)中成本最高的部分是用電成本，使用離子膜法生產(chǎn)燒堿所需的電耗 2150~2200 kWh/t。
一直以來(lái)，氫能大多數(shù)時(shí)候都應(yīng)用于交通領(lǐng)域，如氫燃料電池的普及。但事實(shí)上，氫氣作為一種二次能源，其在化工、建筑、鋼鐵等方面也有所應(yīng)用并且占比并不小。在我國(guó)，為了擴(kuò)大氫能的利用場(chǎng)景，從中央到地方都在發(fā)力。政策上，氫能側(cè)重于燃料電池汽車和加氫站的示范與落地；項(xiàng)目上，制氫項(xiàng)目的快速落地體現(xiàn)了我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”的決心，同時(shí)也需要思考，當(dāng)制氫成為主流，氫氣去向又該如何？
就目前而言，在現(xiàn)有的條件下，清潔能源制氫的成本大大高于常規(guī)能源制氫，其經(jīng)濟(jì)性受到制氫方式、應(yīng)用場(chǎng)景、運(yùn)輸距離和儲(chǔ)運(yùn)方式等多因素的影響，需要在商業(yè)模式進(jìn)行突破。而要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的制氫輸氫，成本和技術(shù)上需要實(shí)現(xiàn)雙重突破。
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