SMM10月25日讯：在SMM主办的CHFC 2023（第三届）SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能政策与实践专场上，SMM氢能研究院院长刘小磊介绍了氢气产业链、化石能源制氢、工业副产制氢、电解水制氢、可再生氢供应结构切换节点测算、氢能价格体系等内容。
氢气产业链：从大炼化原料到新能源基材
化石能源制氢简介：中国特色煤制氢道路成熟
化石能源制氢①：资源受限 天然气重整难成气候
化石能源制氢②：中国特色 规模化水煤浆制氢路线
工业副产品制氢简介：当前市场的过渡期选择 增量空间受限上游规模
炼化工业锦上添花 吸附提纯技术成熟
我国是炼化大国，炼油、炼焦等产能均居世界第一，为副产制氢上量奠定基础。
工业副产制氢回收炼化过程中的富氢气体，通过变压吸附法（PSA）纯化氢气，该技术成熟，设备国产化程度高，成本低，无直接碳排放。
化工副产制氢成本测算①：轻烃利用制氢
►项目简介及核心假设：
项目隶属于中石化石家庄炼化分公司，主营产品包括汽油、柴油、航空煤油、聚丙烯等30多个品种。提纯后氢气可送入柴油加氢装置，或作为重整制氢原料。
原料气体0.5MPa，25℃，流速为17200标方/小时，综合含氢量为55.8%。
项目投资2899万元，固定资产折旧10年。耗材、人工、杂费等成本占比约为5%。
回收设施生产负荷为80%，运行时间约为8000小时/年。
在原料气体成本0.25元/立方，氢气收率85%的情况下，制氢成本为1.60元/标方，折17.8元/公斤。
►项目简介及核心假设：
项目隶属于中石化石家庄炼化分公司，主营产品包括汽油、柴油、航空煤油、聚丙烯等30多个品种。提纯后氢气可送入柴油加氢装置，或作为重整制氢原料。
原料气体0.5MPa，25℃，流速为17200标方/小时，综合含氢量为55.8%。
项目投资2899万元，固定资产折旧10年。耗材、人工、杂费等成本占比约为5%。
回收设施生产负荷为80%，运行时间约为8000小时/年。
假设原料气体成本在0.15-0.35元/立方，氢气收率在75%-100%，则轻烃利用制氢成本在0.98-2.32元/标方，折10.98-25.98元/吨。
化工副产制氢成本测算②：氯碱尾气制氢
►项目简介及核心假设：
湖北葛化中极氢能源有限公司年产2400万m3氯碱尾气副产氢示范项目
项目建设投资5000万元。固定费用包括项目投资、人工费用、管理费用、催化剂等费用。变动费用包括原料气、电、水。
氯碱尾气成本（c）范围在0.6-1.0元/立方。
回收系统收率（γ）在70%-85%
中极能源测算得，在生产负荷为80%时，制氢成本为1.20-1.90元/标方，折13.44-21.28元/公斤。
电解水制氢：清洁氢能供应最佳答案 多重技术路线静待花开
绿电电解水模式成本具备竞争力
共通假设：
(1) 设备价格参考2023年大安风光制氢项目，安装、土建等其他固定投资200万元，折旧10年；
(2) 外购电电价0.6元/度，光伏发电成本0.34元/度，外购电的情况下，工作时间为8000小时/年，绿电情况下，工作时间4000小时/年；
(3) 碱性电解水电解质污水处理假设2元/千克H2, 采用绿电时，工作效率仅为PEM电解池的95%。
(4) 国家能源局规定，火电碳排放量为0.57吨CO2/兆瓦时，假设碳排放费用100元/吨CO2。
可再生氢行业规模预测
分技术路线制氢成本回顾及降本突破点
►化石能源制氢成本基本定型，碳排放成本的上行，及CCUS技术的推广都将使得化石能源制氢（灰氢+蓝氢）成本上行。
►化工副产制氢成本中等，直接碳排少，短期规模快速扩张，但化工过程本身排碳，成长天花板由化工产品产能限制。
►绿氢（电解水）路线将是中长期的必然选择：
碱性电解槽规模化效应及PEM电解槽部件国产化替代；绿电价格仍有下降空间；长期国内碳排放费用达发达国家水平。
制氢成本变动赋能技术换代①：电解水设备支出压缩
电解槽降本势在必行，根据以下假设，2038年附近绿电制氢项目采用PEM更具经济性。
►2023年9月，中国产业发展促进会氢能分会指出，预计10年内电解水制氢综合成本将下降50%以上。协会测算，2022年碱性、PEM电解槽设备折旧分别为5.04、17.54元/千克，但考虑目前电解槽价格，已低于协会预期。
►碱性电解槽零部件国产化基本完成，电流密度有待优化，预计2030年碱性电解槽价格逐年下降至3500元/（标方/小时），单位电耗4度/标方。
►PEM电解池材料国产化于2035年附近完成，2020-2030年间，PEM单位电耗较碱性低0.1度。
►外购电价格稳定在0.6元/度，自备绿电成本2025年达0.25元/度，2050年达0.1元/度。
►2022年碱性电解槽出货量是PEM的24倍。假设碱性+PEM在电解水领域渗透率在95%，PEM经济性超越碱性电解槽时，PEM渗透率超50%。
►通过渗透率，算出2023年市场平均电解水成本22.6元/吨，2030年、2040年、2050年、2060年分别为12.3 、9.8、8.2、7.9元/公斤。
制氢成本变动赋能技术换代②：碳排放费用上行加速绿氢渗透
我国碳排费用终将到达发达国家水平，根据以下假设，电解水成本优势超越其他制氢方式时，绿氢渗透率高增。
►工业副产制氢间接排碳，假设为5公斤 CO2/公斤 H2。各产品原料、电费、碳排放量参照前文测算。除电解水外，其他制氢方式耗电不多，故不考虑绿电价格下行对制氢成本的影响。
►欧洲碳排放CFD价格在81-94欧元/吨 CO2，折600-1000元/吨 CO2，平均800元/吨，以此基准作为发达国家碳排水平。
►保守情况2035年绿氢市占率突破：2020-2030年，考虑我国工业绿色转型起步，碳排费用从发达国家的5%上升至10%。2030-2050年，我国绿色能源技术不断突破，为激励绿色能源普及，碳排费用水平从发达国家的10%上升25%，2050-2060年我国碳排费用达发达国家60%。
►乐观情况2028年绿氢市占率突破：2020-2060年碳排费用平均上涨，2060年达发达国家水平。
氢能价格体系建立
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