氫能產(chǎn)業(yè)鏈：上游制氫環(huán)節(jié)的相關(guān)公司梳理

2022-03-21 18:43

在氫氣產(chǎn)業(yè)鏈系列（一）的文章中說(shuō)到制約氫能商業(yè)化很重要的一個(gè)因素在于經(jīng)濟(jì)成本較高，作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，氫氣原材料能占到國(guó)內(nèi)加氫站氫氣售價(jià)成本的50％左右，所以如何能夠降低制氫的價(jià)格對(duì)于氫能商業(yè)化至關(guān)重要。

根據(jù)中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020年，我國(guó)氫氣的主要產(chǎn)出來(lái)源中，煤制氫占比高達(dá)62％，天然氣制氫約為19％，工業(yè)副產(chǎn)氫約為18％，電解水制氫只有約1％的份額。

之所以形成這樣的現(xiàn)狀，不僅與技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)，也與我國(guó)目前的國(guó)情息息相關(guān)，從資源分布上，我國(guó)是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國(guó)家，在現(xiàn)有的所有制氫技術(shù)中煤制氫路線最為成熟高效，可大規(guī)模穩(wěn)定制備，是當(dāng)前成本最低的制氫方式。

而國(guó)內(nèi)由于天然氣主要來(lái)自進(jìn)口，采用該路徑將使得氫氣生產(chǎn)成本上升，所以國(guó)內(nèi)天然氣制氫占比較低，而反觀中東、俄羅斯、北美等國(guó)家，由于天然氣成本較低，天然氣制氫成為這些國(guó)家的主要路徑。

然而目前占比最高煤制氫和天然氣制氫兩種方式均不適用于未來(lái)的發(fā)展。這是因?yàn)闅淠荛_(kāi)發(fā)的初衷是降低碳排放，據(jù)測(cè)算，按照當(dāng)前中國(guó)氫源結(jié)構(gòu)中煤制氫占比，若2050年實(shí)現(xiàn)1億噸氫氣的終端應(yīng)用，需要消耗超過(guò)5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，排放二氧化碳接近12億－18億噸。

這將使得氫能產(chǎn)業(yè)反而會(huì)成為最大的耗能和碳排放領(lǐng)域，這無(wú)疑是與實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的目標(biāo)南轅北轍。

天然氣制氫方面，2018年我國(guó)天然氣進(jìn)口量超過(guò)45％，已超過(guò)能源安全警戒線，且天然氣制氫后再利用效率與經(jīng)濟(jì)性反倒降低，不符合資源的合理配置。

與煤制氫和天然氣制氫對(duì)比來(lái)看，工業(yè)副產(chǎn)制氫不僅碳排放量相對(duì)較低，每千克氫生產(chǎn)僅需排放少于5千克的二氧化碳，從制氫工藝的生產(chǎn)成本上看，工業(yè)副產(chǎn)氫的成本也比較低，處于煤制氫和天然氣制氫的中間水平。

所謂工業(yè)副產(chǎn)制氫就是將富含氫氣的工業(yè)尾氣作為原料，主要采用變壓吸附法（PSA 法），回收提純制氫氣，這種方案在國(guó)內(nèi)之所以可能的原因在于我國(guó)是全球第一大產(chǎn)氫國(guó)，現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能 2500 萬(wàn)噸／年。

雖然這其中有很大一部分焦?fàn)t煤氣難以凈化且內(nèi)部工業(yè)流程中已經(jīng)消耗很少對(duì)外，但僅考慮氯堿副產(chǎn)制氫和輕烴裂解制氫兩種提純難度小、雜質(zhì)含量低的方式已經(jīng)能夠分別產(chǎn)生約65－71萬(wàn)噸／年氫氣，按每輛氫燃料電池車每天加注5公斤氫氣計(jì)算，這些副產(chǎn)氫氣理論上可供應(yīng)35萬(wàn)輛氫燃料汽車行駛。

根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究所數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)氫燃料產(chǎn)量為3018輛，根據(jù)中汽協(xié)對(duì)燃料電池車發(fā)展的遠(yuǎn)期展望來(lái)看，2025年達(dá)到約十萬(wàn)輛級(jí)，2030年達(dá)到百萬(wàn)輛級(jí)，工業(yè)副產(chǎn)制氫已經(jīng)能夠能滿足下游的中短期需求。

但是工業(yè)副產(chǎn)氫也存在區(qū)域性限制，運(yùn)輸半徑經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。以氯堿化工企業(yè)為例，單個(gè)企業(yè)可利用的放空氫量均不超過(guò)1萬(wàn)噸，且產(chǎn)能分散。在目前氫氣運(yùn)輸瓶頸尚未完全突破、成本較高的情況下，經(jīng)濟(jì)覆蓋半徑在200－300km以內(nèi)。

此外，由于是工業(yè)副氫，中國(guó)大部分傳統(tǒng)化工產(chǎn)品都已經(jīng)產(chǎn)能過(guò)剩，這種制取方式無(wú)法通過(guò)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行生產(chǎn)，因?yàn)槟怯锌赡茉斐善髽I(yè)提高化工品產(chǎn)量，從而造成更嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題。

因此工業(yè)副產(chǎn)制氫是未來(lái)2－5年內(nèi)值得重點(diǎn)關(guān)注的制氫方向，但由于主產(chǎn)品產(chǎn)能限制瓶頸，絕非最終路徑。

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