[隆眾聚焦]:國內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)氫淺析
氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向,根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,明確氫能源是我國能源結(jié)構(gòu)中主要的組成部分,是完成雙碳任務(wù)的重要抓手。
目前我國主流的制氫方式有化石燃料制氫、工業(yè)制氫、電解水制氫和生物質(zhì)制氫。其中,工業(yè)制氫主要以工業(yè)副產(chǎn)氫為主,以焦?fàn)t煤氣提純制氫、氯堿副產(chǎn)制氫和丙烷脫氫為代表。
一、焦?fàn)t煤氣提純制氫
煤炭通過焦化工藝制取焦炭的同時,可副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣的主要成分是氫氣(55%~60%)和甲烷(23%~27%),每制取一噸的焦炭就會有400標(biāo)方的焦?fàn)t煤氣生成,而焦?fàn)t煤氣中60%的成分是氫氣,根據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù),2022年焦炭總產(chǎn)能為47344萬噸,副產(chǎn)氫氣1014.51萬噸,約占2022年氫氣總產(chǎn)能的25.36%。
二、氯堿副產(chǎn)制氫
氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫的主要工藝,是精鹽水經(jīng)電解生成NaOH、NaCl的電解液、Cl2和H2四種物質(zhì)。在氯堿工業(yè)中,每生產(chǎn)一噸燒堿的同時,大約副產(chǎn)280標(biāo)方的氫氣,根據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù),2022年氯堿總產(chǎn)能為4612.5萬噸,副產(chǎn)氫氣129.15億標(biāo)方,折合為115.31萬噸,約占2022年氫氣總產(chǎn)能的2.88%。
三、丙烷脫氫
丙烷脫氫的主要工藝是丙烷在催化劑條件下通過脫氫生成丙烯,反應(yīng)過程中副產(chǎn)氫氣。PDH產(chǎn)物中氫氣含量在60%~95%,生產(chǎn)1噸丙烯副產(chǎn)0.038~0.042噸氫氣,可通過純化技術(shù)制取滿足燃料電池應(yīng)用的氫氣;PDH裝置副產(chǎn)的氫氣純度高,提純難度小。根據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù),2022年P(guān)DH總產(chǎn)能為1247萬噸,副產(chǎn)氫氣52.37萬噸,約占2022年氫氣總產(chǎn)能的1.31%。
數(shù)據(jù)來源:隆眾資訊
根據(jù)隆眾資訊市場數(shù)據(jù)分析,2022年氫氣總產(chǎn)能約為4000萬噸,2022年工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能約1182.2萬噸,工業(yè)副產(chǎn)氫總產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的31.95%。
數(shù)據(jù)來源:隆眾資訊
在工業(yè)副產(chǎn)氫中,產(chǎn)能占比最高的制氫工藝是焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫,占工業(yè)副產(chǎn)氫總產(chǎn)能的85.82%,其次是氯堿副產(chǎn)氫,占工業(yè)副產(chǎn)氫總產(chǎn)能的9.75%。丙烷脫氫占比4.43%。
工業(yè)副產(chǎn)氫中不同工藝副產(chǎn)的氫氣成本各不相同。焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫的提純成本最高,為每標(biāo)方達到0.4-0.7元,綜合成本最低,為每千克氫氣的生產(chǎn)成本為9.3-14.9元;丙烷脫氫副產(chǎn)氫氣的綜合成本最高,每千克成本為14-20.16元。
工藝 | 提純后產(chǎn)氫純度 | 生產(chǎn)成本(元/Nm) | 提純成本(元/Nm3) | 綜合成本(元/kg) |
焦?fàn)t煤氣 | >99.99 | / | 0.4-0.7 | 9.30-14.90 |
氯堿化工 | >99.99 | 1.1-1.4 | 0.1-0.4 | 13.44-20.16 |
丙烷脫氫 (PDH) | 99.999 | 1-1.3 | 0.25-0.5 | 14.00-20.16 |
數(shù)據(jù)來源:《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》,隆眾資訊
氫能行業(yè)是國家重點扶持發(fā)展的行業(yè),目前綠氫生產(chǎn)成本仍然較高,現(xiàn)階段工業(yè)副產(chǎn)氫提供的低成本氫氣是支撐我國氫能行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隆眾資訊認為,在2030年碳中和目標(biāo)實現(xiàn)之前,工業(yè)副產(chǎn)氫憑借產(chǎn)量大、成本低等優(yōu)勢,將繼續(xù)在氫能源產(chǎn)業(yè)中扮演重要角色。在綠氫商業(yè)化放量之前,工業(yè)副產(chǎn)氫將成為國內(nèi)氫源和制氫工藝的首選。