不同原料制氢气分析

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3、氢气成本与原料价格的关系 • 氢气单位成本构成中原料和燃料费用占有相当大 的比例，尤其是炼油干气制氢装置尤为明显。而 作为原料、燃料的干气、重油的价格均与原油价 格变化有联动关系。 • 为分析氢气成本与原料的价格关系，推算相同制 氢成本下对应的天然气、原料煤、原油价格。
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• 4、结论 • 重油制氢、石脑油制氢成本均受原油价格影响较 大，在当前高油价情况下，重油、石脑油制氢成 本均很高，企业利用重油、石脑油制氢是不经济 的。 • 企业在燃料平衡后有富余干气时，可选用干气制 氢；天然气制氢成本稍高于煤制氢，在天然气资 源充足地区企业可考虑选择以天然气为原料的制 氢路线；当前煤价下企业选用煤制氢成本较低。
3500
3000
煤制氢 干气制氢 天然气制氢
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
140 120
原煤价格（元/吨）
2500 100 2000 80 1500
2.75元/Nm3
2.0 1.5 1.0
60美元/桶 885元/吨 40美元/桶
60 40 20
1000
1.94元/Nm3
495元/吨
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改造前后氢气来源及成本对比表 产氢量 改造前氢气来源 万吨/年 % 氢气纯度 氢气成本 元/吨、Nm3 12866元/吨 3号干气制氢 南制氢 重整装置产氢 乙烯供氢 改造后氢气来源 万吨/年 % 4.15 1.42 3.26 2.23 产氢量 99.21 70 40 70 氢气纯度 1.16元/ Nm3 氢气成本 元/吨、Nm3 7667元/吨 石油焦+煤制氢 14.28 98.02 0.69元/ Nm3 -
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• 从成本构成看，煤制氢原料成本占生产成本比例 约42%；天然气、干气、重油制氢原料成本占生 产成本比例约为60%~70%，原料成本所占比例 大，原料价格变动对氢气成本影响较大。煤制 氢、干气制氢燃料动力消耗占成本比例较高（约 占35%左右），天然气制氢、重油制氢相对较低 （约占20%左右） 。 • 通过测算可知，重油制氢在这几种原料制氢中成 本最高，煤制氢成本最低。重油制氢投资稍低于 煤制氢，燃料动力消耗与煤制氢相当，由于当前 油价较高，重油制氢原料成本远远高于煤制氢。
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• 一、制氢原料成本分析 • 就国内炼厂而言，目前的制氢原料路线的选择， 主要取决与原料资源的可得性和原料成本的高 低。归纳起来，主要有炼厂干气、天然气、原料 煤、轻石脑油和重油等。随着石脑油的资源供应 日趋紧张及价格的上涨，目前普遍采用的是廉价 的炼厂干气作为制氢原料；天然气受资源和运输 条件限制，只有少数炼厂采用天然气制氢方案； 重油原料路线单耗和建设投资比较高，因此也很 少采用。下面仅就以煤、干气、天然气和重油为 原料的制氢工艺路线方案进行有关技术经济指标 进行比较。
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不同原料制氢投资对比表
建设投资 原料类别 万元 元/M3.h 单位投资
水煤浆
123946
13772
天然气
59578
6620
干气
59578
6620
重油
106885
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不同原料制氢的成本对比表
成本项目 单价 元／吨 一、原材料 天然气 渣油 干气 原料煤 二、辅助材料 三、燃料及动力 四、直接工资 五、制造费用 制造成本合计 六、扣除副产品 七、单位生产成本,元/ 吨 单位生产成本,元/M3 2.50 3000 2850 600 煤制氢 元/吨 4530 0 0 0 4530 89 3731 149 2622 11121 -446 10675 0.96 1% 35% 1% 25% 成本结 构比例 42% 天然气制氢 元/吨 9103 9103 0 0 0 100 2982 149 1109 13443 0 13443 1.21 1% 22% 1% 8% 成本结构比 例 68% 元/吨 9035 0 0 9035 0 76 5294 149 1109 15663 -969 14694 1.33 1% 36% 1% 8% 干气制氢 成本结构比 例 61% 元/吨 13188 0 13188 0 0 34 3440 149 2099 18910 -517 18393 1.66 0.2% 18% 1% 11% 重油制氢 成本结构比 例 70%
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• 干气制氢成本与天然气制氢成本对比： • 当原油价格为60美元/桶时，干气制氢成本加 回报值约为15609元/吨，相同成本下对应天然气 制氢的天然气价格为2.75元/Nm3。 • 当油价在60美元/桶左右时，天然气制氢与干气制 氢相比成本相当。当原油价格处于高价位 （80~100美元/桶）时，相同成本对应天然气价格 为3.6~4.3元/Nm3，此时天然气制氢与干气制氢相 比具有一定的竞争力。
元/吨 9000 11000 13000 15000 17000 19000 21000 23000 25000 27000
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4000
180
6.5 6.0
天然气价格（元/Nm3）
干气价格（美元/桶）
160
4、不同原料制氢成本比较结果
• 煤制氢成本与干气制氢成本对比： • 干气制氢投资虽然较低，但干气原料费用和燃料 动力费用高于煤制氢，干气制氢成本高于煤制 氢；当原油价格在60美元/桶时，相同制氢成本对 应原煤价格约在885元/吨，2009年东部沿海地区 煤价约600元/吨左右。经比较，当原油价格高于 60美元/桶时，煤制氢与干气制氢相比具有较强成 本竞争力。
2010年6月 中国石化集团公司经济技术研究院
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• 主要内容：
• • • • • • • 一、不同制氢原料及成本分析 1、不同原料制氢的投资对比 2、不同原料制氢成本对比 3、氢气成本与原料的价格关系 4、不同原料制氢的成本竞争力分析 二、水煤浆制氢对企业经济效益的影响 以茂名拟建的“煤焦制氢”项目为例进行分析
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• 企业新建“煤+焦”项目可以弥补氢气缺口，降低制 氢成本，并对全厂干气和燃料油进行优化利用。 • 2009年企业干气制氢成本约12866元/吨（1.16元 /m3），乙烯氢成本为12550元/吨（约1.13元 /m3） 。
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• 煤制氢投资强度大大高于干气制氢装置，考虑到 投资的机会成本，比较分析时采用成本加投资回 报（ROI）的方法进行对比，投资回报率按10% 考虑。 • 制氢完全成本+回报每增加1000元/吨时，煤制氢 对应原料煤价增加130元/吨，天然气制氢对应天 然气价格增加0.26元/M3，干气制氢对应原油价格 增加6.8美元/桶，重油制氢对应原油价格增加6.1 美元/桶。
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• 煤制氢成本与天然气制氢成本对比： • 我国煤价受运输条件限制，各地煤价差异较大， 煤产地基础煤价较低，东南部沿海地区煤价较 高。目前我国东部沿海地区目前天然气价格约在 2.5元/Nm3左右，广东等地LNG价格达到3 元 /Nm3以上，新建的西气东输二线进口土库曼斯坦 天然气预计到达东部沿海地区价格将达到3 元 /Nm3 。长期来看我国天然气供应紧缺，天然气价 格仍将继续上涨。若天然气价格为3 元/Nm3 ，相 同制氢成本对应煤价约为1050元/吨，因此煤制氢 与天然气制氢相比具有较好的成本竞争力。
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2、不同原料制氢成本对比 • 原料价格按不含税价考虑，其中煤价按600元/ 吨、重油3000元/吨、干气2850元/吨、天然气2.5 元/NM3测算，分别计算不同原料制氢的生产成 本。 • 按生产成本进行比较，在上述原料价格下煤制氢 生产成本最低为10675元/吨，天然气制氢稍高于 煤制氢约为13443元/吨，干气制氢成本约为 14694元/吨、重油制氢成本约为18393元/吨。
500Leabharlann Baidu
0.5 0 0 0.0
8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000
制氢成本加回报值（元/吨）
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二、水煤浆制氢对企业经济效益的影响 • (以茂名“煤+焦制氢项目”为例进行分析) • 1、企业目前氢气来源及成本： • 企业目前氢气来源主要有干气制氢装置产氢，重 整装置副产氢、 PSA回收氢及乙烯装置产氢。 • 目前总供氢能力约16.6万吨/年，包括重整装置产 氢5.4万吨、PSA氢气2万吨、乙烯氢2.2万吨、3 号干气制氢4.2万吨，南北干气制氢各1.4万吨。 • 茂名2000万吨/年炼油改造完成后，全厂需要氢气 约20.4万吨/年，届时氢气缺口约4万吨/年。
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• 比较的基准条件：制氢装置规模为9万NM3/h （6.49万吨/年） • 1、投资对比 • 制氢装置的投资分别为：水煤浆制氢投资约12.4 亿元，单位投资13772元/M3.h；天然气制氢6亿 元，单位投资6620元/M3.h；干气制氢投资与天 气制氢投资相同；重油制氢投资约10.7亿元，单 位投资11876元/M3.h。 • 水煤浆制氢投资最高，约为天然气制氢投资的1.9 倍；重油制氢的投资次之，约为天然气制氢投资 的1.6倍。
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不同氢气成本对应原料价格
氢气成本+回报值 煤制氢 元/吨 275 540 805 1070 1335 1600 1864 2129 2394 天然气制氢 元/Nm3 0.94 1.49 2.04 2.58 3.13 3.68 4.23 4.78 5.33 5.88 元/吨 993 1476 1959 2442 2925 3408 3891 4374 4857 5340 干气制氢 美元/桶 15 29 42 56 69 83 97 110 124 137