天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨.pdf

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1、2016年天然气技术与经济Vol.10，No.6第10卷·第6期NaturalGasTechnologyandEconomyDec.2016doi：10.3969／j.issn.2095-1132.2016.06.013天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨王周（佛山市燃气集团股份有限公司，广东佛山528000）摘要氢气作为无碳绿色新能源是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源体系的重要载体。目前天然气、甲醇、水制氢是最有竞争力的技术手段，但生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢是未来的趋势。对天然气制氢、甲醇制氢

2、及水电解制氢进行了对比探讨，分别从技术特点、制氢纯度、场地要求、投资规模、运行费用及制氢成本等方面进行了分析，认为天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢分别适用于大、中、小规模，制氢成本依次为低、中、高，且分别受天然气价格、甲醇价格及电价影响较大。关键词天然气制氢甲醇制氢水电解制氢经济性文献标志码：B文章编号：2095-1132（2016）06-0047-030引言1.2制氢纯度氢气作为无碳绿色新能源，具有环保安全、能天然气制氢与甲醇制氢一般纯度可达到量密度大、转化效率高、储量丰富和适用范围广等99.999%，而水电解制氢纯度高

3、时可达到99.9999%。特点，可实现从开发到利用全过程的零排放、零污天然气制氢杂质一般含CO2、CO、CH4，甲醇制氢含［2］染，是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源CO2、CO等，水电解制氢含O2、H2O等。体系的重要载体。随着石油资源的日益枯竭和能源1.3场地要求价格的不断上涨，寻找不依赖化石燃料、储量丰富的廉价可替代能源制氢成为大家共同面临的难题，天然气制氢需要考虑管道天然气或槽车CNG的从长远来看，生物能、太阳能、风能等可再生能源供应方便与否，甲醇制氢在原料方面则供应充足，运［3］制氢在21世纪将开始逐步具有

4、竞争力，但目前从天输及储存都很方便，水电解制氢条件更加宽裕。然气、甲醇、水等资源中制氢仍然是最有竞争力的制氢设备占地面积从大到小依次为：天然气制氢、［1］水电解制氢、甲醇制氢。技术手段，煤制氢对水和大气污染严重，笔者暂不讨论。目前国内制氢原料路线的选择，主要取决1.4投资及规模于原料资源的可得性和原料成本的高低，笔者将以3华南某区域的制氢状况来进行分析探讨。天然气制氢一次性投资高，一般适合1000Nm／h以上的制氢规模；甲醇制氢投资较低，适用于25001不同制氢方式的比较3Nm／h以下的制氢规模；水电解制氢投资较高，单1.

5、1技术特点3［4］槽适合300Nm／h以下的制氢规模。天然气制氢工艺复杂，操作条件严格，设备设1.5制氢成本计制造要求高，技术成熟；甲醇制氢工艺流程简单，相对易操作维护，主体设备为常见化工设备，不同原料制氢的成本决定因素也不同，天然气技术也较为成熟；水电解制氢流程简单，操作简及甲醇制氢主要取决于天然气、甲醇的价格，水电便，甚至可实现无人值守全自动操作。解制氢则主要取决于电价的高低。修订回稿日期：2016－10－22作者简介：王周（1983－），工程师，负责天然气产业链延伸方面的工作。E-mail：wangzhou@fsga

6、s.com。天然气技术与经济／47万方数据第10卷王周：天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨第6期表3制氢成本与天然气价格的对应关系表2制氢经济分析氢气价格／（元·Nm-3）天然气价格／（元·Nm-3）2.1天然气制氢1.00.991）设备投资1.51.8233按照生产1Nm氢气需要消耗0.6Nm天然气来计2.02.653算，天然气价格取3.2元／Nm。其中设备按10年折2.53.49旧，土建按20年折旧，按总投资70%贷款，年利率3.04.326%，等额本息法10年还贷进行估算，设备年运行时3.55.154.

7、05.99间按照8000h来计算，设备安装按照设备价格的4%4.56.82计算，土建工程及其他按照设备购置及安装费的13%计算，维修费用按照设备购置及安装费的2%来2.2甲醇制氢计算，工作人员按照9人考虑，暂未考虑土地费用、气体增压运输等费用，设备自身运行耗电费用。1）设备投资3以天然气裂解制氢（制氢规模1000Nm／h）为按照生产1Nm3氢气需要消耗0.72kg甲醇来计例，制氢装置采用水蒸气转化法加变压吸附净化工算，甲醇价格取2200元／t，工作人员按照9人考艺，如表1所示。虑，其他同上。2）成本估算以甲醇裂解制氢（制氢

8、规模1000Nm3／h）为例，成本估算如表2所示。制氢装置采用甲醇裂解加变压吸附联合工艺，如表4表1天然气制氢投资情况表所示。2）成本估算天然气裂解制项目设备安装土建工程及其他合计成本估算如表5所示。氢及纯化设备总价／万元1300521761528表4甲醇制氢投资情况表甲醇裂解制氢项目设备安装土建工程及