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煤制氢与天然气制氢的成本比较分析

煤制氢天然气制氢都属于化石能源制氢,是现阶段发展较为成熟、应用较为广泛的制氢方式。煤制氢以煤气化制氢为主,煤气化以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气为气化剂,在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。一台投入2000吨/天的煤气化炉,可提供1560-2340kg/天氢气。天然气制氢的方式较多,包括天然气水蒸气重整制氢、绝热转化制氢、高温裂解制氢、自热重整制氢以及脱硫制氢等技术路线。

煤制氢

煤制氢和天然气制氢成本构成比例差异较大。天然气制氢的成本主要是天然气,占比超过70%,燃料气、制造费用等其他成本占比相对较低。煤气化制氢的成本中占比较大的是煤炭,占比为36.9%;由于需要采取部分氧化工艺,氧气为占比第二高的成本,占比达到25.9%;煤制氢需要大型气化设备,一次性投入较高,较为依赖规模化摊低固定成本。

经过测算,煤炭价格在450-950元/吨时,煤制氢价格介于9.73-13.70元/kg;天然气价格在1.67-2.74元/m3时,天然气制氢价格介于9.81-13.65元/kg。煤制氢和天然气制氢均易受到主要原材料价格波动的影响,考虑到我国煤炭产量较为充足,天然气对外依存度较高,在我国大部分地区煤制氢更易于具备规模经济性。