用抗硫抗氢管制氢的势在哪里？
作者：L245管线管 浏览： 发布日期：2021-11-04
迄今为止，人类共经历了两次能源革命，次发生在19世纪初，伴随着工业革命及蒸汽机的普及，煤炭取代柴薪，成为主要动力能源，建立了煤炭—铁路为核心的工业链条；第二次发生在19世纪末，伴随内燃机革命，石油和天然气逐渐取代煤炭，成为主要能源，建立了以油气田—管道（油轮）—炼油厂—加油站为核心的能源供应链条。但是，200年来，以化石燃料为主要能源的工业体系使二氧化碳排放量增加，在大气中的浓度上升，温室效应加剧，气候变暖，端天气增多。面对日益严重的气候挑战，各国纷纷制定碳减排及终“脱碳”路线图。由此，第三次能源革命呼之欲出。在此次重大变革中，以太阳能、风能、核能和氢能为主的可再生清洁能源将逐渐取代化石能源，成为人类未来的主要能量来源。其中氢能作为一种高效、清洁、可持续的能源，质量能量密度为传统汽柴油的3倍以上，被认为是人类的“终能源”。
为应对气候挑战，我国作为世界上二氧化碳排放量大国，已经提出30/60的碳减排目标，发展氢能等清洁能源作为替代能源已经成为战略，被写入“十四五”发展规划，地方鼓励政策也陆续出台。但目前阻碍氢能发展的关键问题仍然是氢气成本太高，燃料成本与传统燃油车相比没有经济优势，如果没有政府政策介入很难获得大规模推广。本文主要探讨氢能供应链上各个环节如何在不依赖补贴的条件下，实现可持续发展。
1 近期模式探讨
我国目前正处于氢能产业的起步阶段，近期的政策目标是氢气终端售价不高于35元/kg，当前各地政府的政策补贴也将其作为基准。本文从制氢—运氢—加氢角度分别进行分析，探究是否可以在不依赖补贴的前提下实现这一目标。
1.1 制氢
由于我国当前的电价相对较高，而且电力结构仍以火电为主，二氧化碳排放强度高，所以电解水制氢不但成本高昂，没有经济性，且环境效益差，每1kg氢气碳排放可达30kg CO2，高于化石燃料制氢。以全生命周期考察，当前的电解水制氢并非真正的“绿氢”。由此，在氢能发展的初期，我国还不具备电解水制氢的发展条件。当前氢气来源以化石能源制氢为主，主要是天然气制氢和煤制氢。无论是煤制氢还是天然气制氢，目前工艺技术都已经十分成熟，且成本相对低廉。由于我国多煤少气的资源现状以及煤炭的低成本优势，近10年来煤制氢项目一直占据相关行业的主流。但与天然气制氢相比，煤制氢有如下不利方面：①煤制氢的一次性投资高于天然气制氢，以90000Nm3/h制氢装置为例，煤制氢需投资12.4亿元，天然气制氢只需6亿元，相差近1倍，而且天然气制氢装置小型化撬装化技术已经成熟，适合分布式制氢发展。②在当前“双碳”政策目标的大背景下，煤制氢的二氧化碳排放强度是天然气制氢的4倍以上，煤制氢与当前的环境政策目标相悖。③我国煤炭资源分布不均，主要分布在西北地区，而未来氢能推广和消费的主要区域是华东和华南，需要远距离运输煤炭资源；与此相对，我国已经建成西气东输、中俄天然气管道等天然气主干管道7.7万km，依托主线同时修建了遍布全国的管道支线，天然气基本覆盖我国城市地区，目前天然气原料的获得便利性优于煤炭，这为分布式天然气制氢创造了条件。④目前我国天然气由政府定价，价格相对固定，波动性小；而煤炭属于市场定价，价格随市场变化，可能在短期内剧烈波动，所以煤制氢既不利于氢气价格判断，也不利于维持市场的价格稳定。由此，在氢能发展初期阶段，应该以天然气分布式制氢作为制氢主要手段，给氢能行业以原料支撑。根据参考文献中天然气制氢成本的计算方法，设计产能20000Nm3/h，预计投资1.6亿元，对外销售利润为20%，测算在2.5～3.5元/Nm3的天然气价格范围内制氢价格，
