1.可再生能源制氫成本

可再生能源制氫的原理是基于電解水制氫，根據(jù)電解質(zhì)的不同，可分為堿性水電解、質(zhì)子交換膜水電解和固體氧化物水電解三種。目前，堿性水電解技術(shù)最為成熟，單機(jī)規(guī)模可達(dá)1000Nm？ H？／h，系統(tǒng)壽命為20年。

表1 電解水制氫比較

以1000Nm？ H？／h堿性水電解項(xiàng)目為例，項(xiàng)目全生命周期為20年，根據(jù)香橙會研究院的調(diào)研，目前此類項(xiàng)目的固定成本投入為2100～2300萬元，涵蓋堿性水電解制氫裝置、氫氣純化裝置、材料費(fèi)、安裝服務(wù)費(fèi)、土建費(fèi)、壓縮機(jī)、固定式加氫裝置、充裝系統(tǒng)等項(xiàng)目。若按年工作8000小時(shí)來計(jì)，則1Nm？ H？的固定成本為0．13～0．14元，折合1．47～1．62元／kg。

表2 可再生能源制氫固定成本

變動成本方面，主要有設(shè)備維護(hù)費(fèi)、水費(fèi)和電費(fèi)。（1）設(shè)備維護(hù)費(fèi)若每年按設(shè)備投資額的3％計(jì)提，則1Nm？ H？的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用為0．07～0．08元，折合0．76～0．84元／kg；（2）水費(fèi)根據(jù)香橙會研究院的調(diào)研數(shù)據(jù)，1Nm？ H？的水費(fèi)為0．05元，折合0．56元／kg；（3）電費(fèi)若按0．3元／kWh、5kWh／Nm？ H？來計(jì)，則1Nm？ H？的電費(fèi)1．5為元，折合16．85元／kg。

因此，綜上所述，1Nm？ H？的總體制取成本為1．75～77元，折合19．65～19．87元／kg，其中，電費(fèi)占據(jù)84．81％～85．78％。

表3 可再生能源制氫成本構(gòu)成

圖1 可再生能源制氫成本構(gòu)成（基于中位數(shù)水平）

2.小結(jié)

（1）與柴油相比，當(dāng)前“綠氫”燃料成本還是相對過高，是制約燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大關(guān)鍵因素。

表4 “綠氫”零售價(jià)

當(dāng)前可再生能源制氫的成為約為19．65～19．87元／kg（電價(jià)為0．3元／kWh）。考慮百公里運(yùn)輸成本10元／kg，加氫站設(shè)備折舊、運(yùn)營費(fèi)用等成本12元／kg，在7元／kg國家補(bǔ)貼情況下，對于站外供氫加氫站而言，“綠氫”零售價(jià)勉強(qiáng)達(dá)到35元／kg附近。換言之，當(dāng)前31噸以上燃料電池重卡的“綠氫”燃料成本為7元／km（百公里耗氫量20kg），遠(yuǎn)高于同噸位柴油重卡2．2～2．4元／km的燃料成本。因此，若“綠氫”是燃料電池商用車的長遠(yuǎn)立足之本，則成本是一大關(guān)鍵因素。

而站內(nèi)制氫加氫站由于省去中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)，“綠氫”成本顯著下降。即便無法完全依靠站內(nèi)制氫，也可以通過站內(nèi)站外相結(jié)合的方式攤薄氫氣成本。因此，在可再生能源富集的地區(qū)，地方有關(guān)部門在規(guī)劃加氫站時(shí)，應(yīng)當(dāng)因地制宜，綜合考慮可再生能源與應(yīng)用場景，盡可能地在加氫站添置制氫設(shè)施，并對制氫設(shè)施予以適當(dāng)?shù)莫勓a(bǔ)措施。

（2）期待可再生能源制氫優(yōu)惠電價(jià)成為國策。

我國亟需探索一條“綠氫”成本下降路徑，其中，電價(jià)是“綠氫”成本的決定性因素。當(dāng)電價(jià)為0．3元／kWh時(shí)，則占比為84．81％～85．78％；若按當(dāng)前全國一般工商業(yè)平均電價(jià)0．53～0．67元／kWh來計(jì)算，則電費(fèi)占比將超過90％，且“綠氫”制取成本將超過30元／kg。因此，期待國家發(fā)改委等相關(guān)部委以此次燃料電池汽車示范應(yīng)用為契機(jī)，基于國家能源安全和國內(nèi)大循環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略，出臺可再生能源制氫優(yōu)惠電價(jià)政策。目前，僅有廣東、四川等地對可再生能源制氫項(xiàng)目予以優(yōu)惠電價(jià)政策支持。

表5 廣東和四川可再生能源制氫電價(jià)優(yōu)惠措施

表6 當(dāng)前電力價(jià)格一覽

3）當(dāng)電價(jià)為0．26元／kWh時(shí)，可再生能源制氫具有一定的優(yōu)勢。

當(dāng)前主要制氫方式有氯堿化工副產(chǎn)氫、焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、煤制氫和天然氣重整制氫等。其中，焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、煤制氫和天然氣重整制氫含有大量的碳雜質(zhì)，氫氣提純成本實(shí)際是很高的，還要對CO2／CO進(jìn)行捕集、利用和封存（CCS／CCUS）。因此，這三種制氫方式的成本比預(yù)想的要高，實(shí)際制取成本或?qū)⒊^20元／kg，可再生能源制氫與其相比，已具備優(yōu)勢。而氯堿化工副產(chǎn)氫純度高、制取成本低，根據(jù)香橙會研究院調(diào)研情況，氯堿化工副產(chǎn)氫成本在10～15元／kg。因此，當(dāng)電價(jià)為0．26元／kWh時(shí)，與氯堿化工副產(chǎn)氫相比，可再生能源制氫成本已具備可比性。

表7 主要制氫方式成本比較

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