知识之窗 | 煤炭和风电较劲 谁制氢更便宜
看温州客户端 2018-08-29 16:53:19

2018年能源圈最火的话题是什么?小编认为氢可以稳稳地获得提名,借助氢燃料汽车的春风,这个元素周期表中排名最靠前的元素成功从化学圈进入了能源圈。

作为能源圈的老人,煤炭和风电一个是传统能源的代表,另一个是新能源的代表,近几年来争争吵吵已是常事。但是2018年新人氢闯了进来,煤炭和风电无疑非常的兴奋,因为它们都能制氢,也正是因为如此,两者难免要被拿出来说道说道、算算账。


煤炭:我便宜

作为能源的老大哥,煤炭在成本上面从来都不怂,制氢也不例外。

目前,较为常见的制氢方法按照原料可以分为化石原料制氢(煤、油气)、化工原料制氢(甲醇、氨)、工业尾气制氢、水电解制氢以及各种正在研发的新型制氢(生物质、光化学)。

尽管制氢的方法有很多,但是谈及大规模制氢,现在仍然是化石原料的天下。援引国家能源集团北京低碳清洁能源研究所氢能技术开发部经理何广利的说法:"国内2016年煤制氢产量已达1700-1800万吨,此前多用于合成氨、石油炼化等工业领域,距离我们生活较远。随着氢燃料电池汽车热门起来,煤制氢作为氢源之一,逐渐进入公众视野。"

成本方面来看,煤炭规模化制氢成本目前在0.8元/立方米左右,显然,相比至少2元/立方米的天然气制氢,煤炭在化石能源的内部PK中成绩斐然。

  而相比教科书式的水电解制氢,煤制氢优势更为明显。目前商用电解槽法,能耗水平约为 4.5~5.5千瓦时/标立方米氢气,能效在 72%~82%之间。折算下来,水电解制氢成本相当于30~40 元/千克,也就是2.7~3.6元/立方米。

根据亚化咨询《中国煤制氢年度报告2018》统计,2010年至今,全国新建大型炼厂煤/石油焦制氢项目6套,煤制氢的总规模约为80.5万标立米/小时。另有15个拟在建炼化一体化项目,其中11个确定采用煤气化制氢工艺。

显然,在氢燃料电池汽车的带动下,煤制氢有望开辟新的战场。如果说电动汽车的电来自煤电无妨的话,那么氢燃料汽车的氢来自煤炭似乎也不无不可,唯一绕不开的还是碳的问题,这是煤炭无法改变的客观事实。

风电:我干净

作为能源的当红炸子鸡,风电在与煤炭的的每一次争执中也没有怂过,因为天生的清洁,一直揪着煤炭没有考虑环保的小辫子。

事实上,风电制氢的本质依然是水电解,只不过这个电并非一般的电,而是本该弃掉的电。换句话说,在清洁能源装机规模比较大的地区,利用可再生能源富余电力制氢都是可取之举。

风电制氢最为知名的项目当属2015年批准的张家口地区的沽源风电制氢综合利用示范项目,该项目由河北建投新能源有限公司投资,与德国McPhy、Encon等公司进行技术合作,引进德国风电制氢先进技术及设备,总投资20.3亿元。项目建成后,可形成年制氢1752万标准立方米的生产能力。

      也就是说,虽然水电解的成本高,但是如果利用弃掉的风电来制氢,也不失为一种曲线救国的方式。未来,随着风电自身电价的不断下降,以及水电解技术本身的进步,风电制氢才能真正降低成本。

      回到最初的原点,打开氢的潘多拉魔盒的日本,其制氢策略是怎样的呢?

受限于本国资源的限制,日本的基本战略是选择海外零碳制氢方式,主要有两种。第一种是利用海外廉价褐煤制氢,利用煤炭、天然气提纯的化石燃料制氢法目前还是最经济最现实的制氢方法,但这种方法制氢过程排放CO2,必须利用CCS技术才能实现减排;第二种是在可再生能源禀赋条件较好、发电成本较低的国家和地区采用水电解制氢。

事实上,中国的路径大抵也会包含日本的两种方式,煤炭和风电,或者是其他的可再生能源,都将是制氢的主力军。


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