如何抉择，氢能or传统能源？

1、各燃料的热值、性价比

能源最主要的就是热值，延伸下去就是能源的性价比了。不同燃料的单位热值是不一样的，由于国内都是用质量计量居多，以下没有特别说明都是以质量为准。国内汽车驱动的能源可分为，汽油、柴油、天然气、电力还有氢能。如以居民用的小轿车为研究对象，多数都是汽油、电，当然，这里要加上氢能。汽油按照沿海炼油厂的原油、成本做参考；电的话，这里取天然气为原料的发电做参考；氢能以炼油厂、PDH装置做参考。价格体系以2019年4月份为例，加工的原油、天然气以3月份原油为准。

按照质量单位热值来看，汽油、柴油、天然气、氢气的热值分别如下：

图一主要燃料热值

这里可以看出，按照质量热值来看，单位质量，密度越大的，热值相对来说越高，按照热值从高到低排序：

氢气>柴油>汽油>燃料油>天然气>煤炭

当前，上述各燃料的市场含税价格分别是多少呢？国六车用柴油大致为6500元/吨，92号国六汽油为7100元/吨，深圳进口天然气为4880元/吨，华南炼油厂的氢气大致为14500元/吨。至少从价格上来说，最便宜的是天然气、最贵的是氢气，传统的石油能源居中。可能有些朋友还是蒙了，到底氢能性价比如何呢？下面就说到氢气生产的技术、成本，按照单位热值再来排序：

汽油>柴油>天然气>氢气>燃料油>煤炭>石油焦

2、氢气生产技术、成本

当前，全国消费氢气最多的还是炼化企业，在炼化企业中，以传统的天然气/轻烃制氢为主，大致全国有80%的炼油厂都是以该技术为主；新建炼油厂多数以煤制氢为主，尤其是一些煤化工企业，大致占全国产能15%左右；剩下的就是一些非传统的PDH、甲醇制氢技术。此外，这里的氢气成本以炼油厂的14500--16000元/吨为目标，分析各路线最经济的原料价格。

图二传统制氢流程

2.1轻烃制氢

干气制氢装置是其它装置来的原料，主要是催化裂化干气、焦化干气等等，经过原料加氢精制单元，脱除硫、氯等等有杂质，不避免后续的转化单元催化剂中毒；之后在转化单元，转化为H2和CO，同时伴生CO2和少量甲烷；再在中温变换单元将CO转化为H2和CO2；最后通过PSA单元，提纯氢气。

图三干气制氢流程

传统的干气制氢，其成本约为14500—16000元/吨，国内炼油厂多数都是采用该工艺。

而天然气制氢其流程与干气制氢类似，其成本受天然气价格影响较大，天然气价格已经达到2.85元/立方米，其氢气成本约为16000元/吨，；如果天然气价格能够恢复至1.9元/立方米，那么氢气的成本可降至11302元/吨。

一套6万吨/年的天然气制氢装置，其建设费用约为3亿元，按照10年的折旧来摊销，摊到一吨氢气上面，成本仅增加700—1000元/(吨-年)。

2.2煤制氢

煤制氢主要分为煤造气、脱硫、压缩、变换、变脱以及提纯几个单元，流程与天然气类似。主要的区别是增加了煤造气的单元，主要是原料煤在气化炉生成CO和H2为主的合成气，该单元的能耗最大。

图四煤制氢流程

在煤炭价格为600元/吨的时候，煤制氢的成本仅为6426元/吨，如加上设备折旧后，煤制氢的完全成本仅为8896元/吨，就算加上后续的水处理及碳成本，煤制氢的成本也不超过10000元/吨。下面就要说到最“便宜”的PDH装置制氢了。

2.3PDH

该技术主要是丙烷通过脱氢等强吸热反应，生成氢气、丙烯等等产品。一般的PDH装置，丙烯收率为85%左右，氢气收率为3.6%左右。

图五PDH流程

PDH装置生产一吨氢气的成本仅为5907元/吨，如果加上设备摊销，一吨氢气的成本也仅为12000元/吨，算是比较有竞争力的路线。它与煤制氢的主要区别是操作成本低于煤制氢，但是单位的完全成本与煤制氢相当或者略高。

2.4其它

还有一些非常规的，甲醇制氢、水解制氢等等工艺。其中，甲醇制氢按照当前甲醇价格为2200元/吨，其对应的氢气成本达到21392元/吨，该路线的甲醇价格低至1625元/吨，该路线才能与传统的天然气制氢相竞争；电解制氢，当电价为0.34元/度，氢气成本为22400元/吨，当电价为0.64元/度，氢气成本为39200元/吨，只有当电价低至0.24元/度，该路线才能与传统的天然气制氢相竞争。

3、氢能的优点、缺点

上述说了全国主要生产氢气的技术、特点，这里可以初判判断，在当前的价格体系下，氢能大规模市场化最有可能实现的还是煤化工生产的氢气，其价格“低廉”、对外依存度低、符合国家长久能源安全的需要；其次，为PDH生产的氢气，因为多数PDH装置没有配套的下游装置，其氢气只能放火炬，回收的成本接近于“零”；再次，才是一些非传统的甲醇制氢、电解水等等。

市场推动氢能技术，肯定有其不同于传统、市面能源的地方。就目前的文献来看，氢能的特点很明显，干净、单位密度高、环保。

氢能要大规模应用要解决的几个问题，氢气存储、燃料电池成本以及加氢站建设。其中，氢气存储可以说基本搞定了，除了70Mpa的氢气储存的部分关键部分；但是，燃料电池、加氢站的关键设备，都掌握在国外巨头手里，因此，一个加氢站建设要5000万左右；一个燃料电池系统最高达到50万。有前途吗？有！有钱途吗？也有。靠什么？补贴。

图六氢能产业链

4、小结

在当前的价格体系下，氢能大规模市场化最有可能实现的还是煤化工生产的氢气，其价格“低廉”、对外依存度低、符合国家长久能源安全的需要；其次，为PDH生产的氢气。

在煤炭价格为600元/吨的时候，煤制氢的成本仅为6426元/吨，如加上设备折旧后，煤制氢的完全成本仅为8896元/吨，就算加上后续的水处理及碳成本，煤制氢的成本也不超过10000元/吨。

氢能要大规模应用要解决的几个问题，氢气存储、燃料电池成本以及加氢站建设。其中，氢气存储可以说基本搞定了，除了70Mpa的氢气储存的部分关键部分；但是，燃料电池、加氢站的关键设备，都掌握在国外巨头手里.