数据来源:网络资料整理
目前,天然气制氢仍是我国最主要的制氢来源,占总制氢量的 48%。醇类重整制氢及煤制氢也占有相当大的比重,来自电解水的制氢量最低,仅为 4%。
资料来源:中国氢能源网、广证恒生
未来供氢主体以电解水制氢为主
可再生能源电解水制氢将上升为未来供氢主体。在氢能市场发展初期(2020-2025 年),化石燃料制氢与工业副产物制氢凭借较低的成本占据制氢结构的主体地位,随着化石燃料产量下降,这两种方式占比逐渐下降;
到氢能市场发展中期(2030 年左右),煤制氢配合 CCS(碳捕获)技术、工业副产物、可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体,同时开发生物质制氢等其他技术;在氢能市场发展远期(2050 年左右),我国将形成以可再生能源为主体、煤制氢 CCS 与生物质制氢为补充的多元供氢格局。
中国氢气供给结构预测
数据来源:2019 中国氢能源及燃料电池产业白皮书、广证恒生
氢气与汽油成本平衡性分析
氢气成本占加氢站氢气售价的 70%。制约氢能推广的一个主要原因是氢气相比汽油等传统能源更高的价格。加氢站销售的氢气价格中,包括制氢和储运氢气在内的氢气成本占 70%,其中氢气原材料的价格为50%,是最重要的一部分,因此制氢环节能否降低成本是降低氢气售价的关键因素。
氢气成本占氢气售价的 70%
资料来源:《天然气化工》、广证恒生
2L 汽油车百公里耗油为 6—8 升,按照 7.3 元/L 的汽油售价,百公里燃料费用最多为 58.4 元。以丰田Mirai 氢燃料电池汽车为例,其百公里氢耗平均水平为 1kg,意味着氢气的售价需降到 58.4 元/kg 以下才可与汽油等同,说明氢气成本需降到 29.2 元/kg。由于氢气接近理想气体,根据理想气体方程 PV=nRT 可估算出 1Kg 氢气约为 11.19Nm3。因此氢气的理想成本大约是 2.6 元/ Nm3。
1、电解水制氢
电解水制氢是通过电能给水提供能量,破坏水分子的氢氧键来制取氢气的方法。其工艺过程简单、无污染,制取效率一般在 75%—85%,每立方米氢气电耗为 4—5 kW·h。由于电费占整个水电解制氢生产费用的 80%左右,导致其竞争力并不高。更多干货请关注*氢能俱乐部。因此水电解制氢成本的关键在于耗能问题。由此引出两条降成本的途径:一是降低电解过程中的能耗,二是采用低成本电力为制氢原料。