氢能市场前景广阔，电解水制氢是未来发展重点，当期制氢方式主要有四种：化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质制氢及其他。其中化石燃料制氢与工业副产物制氢凭借较低的成本占据制氢结构的主体地位，然而随着化石燃料产量下降、可持续发展理念的深化，氢能俱乐部氢能市场在远期（2050年左右）将形成以可再生能源为主体、煤制氢+CCS（碳捕获）与生物质制氢为补充的多元供氢格局。为测算与汽油价格相比具有竞争力的氢气售价，本文将氢气的理想成本定为2.6元/Nm3。

01电解水成本偏高，降成本主要依赖电价

由于电费占整个水电解制氢生产费用的80%左右，因此水电解制氢成本的关键在于耗能问题。存在两条降成本途径：一是降低电解过程中的能耗，可通过开发PEM（质子交换膜电解）及SOEC（固体氧化物电解） 技术来实现；二是采用低成本电力为制氢原料，关键在于依靠光伏和风电的发展。以大工业电价均价0.61元/kW·h 计算，当前电解水制氢的成本为3.69元/Nm3。当用电价格低于0.50元/kW·h 时，电解水制备的氢气成本才可与汽油相当。光伏系统发电成本0.593 元/kWh，风电度电成本约为0.3656元/kWh，且在未来仍有一定的下降空间。

煤制氢成本最低，降成本空间较小

我国煤炭资源主要的格局是西多东少、北富南贫。内蒙古、山西原煤产量领先，煤价也相对偏低。当煤炭价格为600元时，大规模煤气化生产氢气的成本为1.1元/Nm3。如果在煤资源丰富的地区，当煤炭价格降低至200元/吨时，制氢气的成本可能降低为0.34元/Nm3。但由于煤炭价格下降空间有限，且煤气化制氢企业已形成较大规模，未来煤制氢降成本空间较小。

三大优势支持氢能发展

四种制氢方式各存优劣，天然气制氢是主要来源

目前以四类制氢方式为主：化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质及其他制氢方式。虽然制氢方法多样，但各存优劣。

天然气制氢：虽然适用范围广，但是原料利用率低，工艺复杂，操作难度高，并且生成物中的二氧化碳等温室气体使之环保性降低。

工业尾气制氢：利用工业产品副产物，成本较低。但是以焦炉气制氢为例，不仅受制于原料的供应，建设地点需依靠焦化企业，而且原料具有污染性。

电解水制氢：产品纯度高、无污染，但是高成本了限制其推广。

光解水与生物质制氢：技术尚未成熟，实现商业化还需一定的时间。

从制氢成本方面看，煤制氢和天然气制氢成本相对更低。就目前四类制氢方式来说，天然气制氢经济性最显著。

几种制氢方式对比

未来供氢主体以电解水制氢为主

01电解水制氢

电解水制氢是通过电能给水提供能量，破坏水分子的氢氧键来制取氢气的方法。其工艺过程简单、无污染，制取效率一般在75%—85%，每立方米氢气电耗为4—5kW·h。由于电费占整个水电解制氢生产费用的80%左右，导致其竞争力并不高。更多干货请关注微信公众号：氢能俱乐部。因此水电解制氢成本的关键在于耗能问题。由此引出两条降成本的途径：一是降低电解过程中的能耗，二是采用低成本电力为制氢原料。

电解水制氢过程

三种电解池性能对比

与其他国家相比，我国工业电价位于中低水平。根据2016年统计数据，我国工业电价平均为0.107美元/千瓦时，居世界第八，仅为第一名的三分之一。相对较低的电价为我国发展电解水制氢提供了有利条件。

西北地区弃风弃电量居首位。随着我国可再生能源装机量逐年增长，每年可再生能源弃电量惊人。2018年我国全国弃风弃电量277亿千瓦时，其中西北地区为166.9亿千瓦时，占全国的60.25%，其次是华北地区（占全国 33.68%），东北地区占少量份额（全国5.45%）。如果按照每立方氢气耗电5 千瓦时来计算，全国弃风电量可生产55.4亿立方高纯度氢气。

降成本应从天然气价格入手，中西部地区具备价格优势

对于天然气制氢来说，天然气成本是占比最大的部分，约占生产成本的45~75%(IEA)。因此其降成本策略应首先关注天然气价格。

2017年各省份天然气产量 

沿海地区天然气价格偏高，西北地区价格最低。天然气价格很大程度上受资源禀赋的影响，天然气资源丰富的地区，价格相应偏低。非居民天然气价格目前正在逐步市场化。2019年3月27日，国家发改委宣布调整各省天然气基本门站价格，经价格调整后，上海、广东、浙江等东南沿海地区天然气价格普遍高于平均价1.68元/千立方米，新疆、青海等西北地区价格则低至1.2元/千立方米左右。

天然气重整制氢成本测算

假定制氢规模1000Nm3/h，年产氢100万Nm3。测算过程及假设如下：

天然气制氢成本测算

天然气制氢设备、安装、土建及其他总投资1528万元，每年天然气费用为 672万元（占总成本的62.11%），每年成本合计1082.4万元，对应氢气成本 1.35元/Nm3。现分别计算不同制氢成本情况下，对应的天然气价格：

03煤制氢

煤气化制氢是最常用的一种煤制氢手段

三种煤制氢方法的比较

煤气化制氢工艺流程简图

降成本应该从煤炭价格入手，西北部具有地区优势

煤气化制氢成本测算

通过上述测算，我们可以发现当煤炭价格为600元时，大规模煤气化生产氢气的成本为1.1元/Nm3。如果将制氢场所定在内蒙古，煤炭价格降低为200元时，制氢气的成本可能降低为0.34元/Nm3。

04化工副产品制氢

氯碱制氢为主要生产方式，降本可从节能降耗方面入手

氯碱制氢工艺简化流程

国家统计局的数据显示，2018年氯碱厂的产量为2620.5万吨，根据氯碱平衡表，烧碱与氢气的产量配比为40:1，理论上2018年氯碱副产品制氢产生了 65.5万吨氢气，即73.8亿Nm3的氢气。

中国丙烷进口量增长迅速

05相关企业简述

苏州竞立：最早进入电解水制氢设备行业

苏州竞立制氢设备有限公司成立于1993年，是一家集研发、生产、销售水电解制氢设备、气体纯化、回收设备及各种类型的氢能专业设备于一体的高新技术企业，在国内水电解制氢设备市场排名领先，并参与多个国家项目和参与制定多项国家标准。

作为国内最早一批进入水电解制氢设备行业的企业，苏州竞立成立二十多年以来，始终坚持技术创新，成为国内制氢设备顶尖技术的典型代表。公司研制的水电解制氢设备产量范围从0.3m3/h 至1000m3/h，其主要产品大型制氢设备(1000m3/h)主要用于电转气的市场需求，可有效解决弃风、弃光等问题。

在可再生能源制氢领域，苏州竞立正在承担由某国际知名油气企业和国内企业合作可再生能源制氢项目。苏州竞立在原有设备基础上做了改进，使之能够承受正常电流20%~110%的变化，以适应可再生能源的波动性需求，目前设备已经做了一段时间的模拟测试，接下来会到风电场进行实地测试。

巨正源股份：丙烷脱氢项目具有发展潜力

公司成立于1999年，是广东省广物控股集团有限公司（广东最大的省属国有企业之一）的控股企业，公司的业务范围包括成品油及化工品贸易、燃油及化工品储罐、燃料油船运、码头运作业务等。

东莞巨正源科技有限公司是深圳巨正源的全资子公司，也是120万吨丙烷脱氢制高性能聚丙烯项目的实施主体。近日，该项目在沙田镇立沙岛精细化工园区完成了产品分离塔吊装仪式，标志着项目建设全面进入攻坚阶段。该项目投资105亿元，用地面积984亩，是广东省重点建设项目，按计划，该项目分为两期建设，一期项目每年可产氢气2.8万吨，二期项目建成后可形成15~20万吨/年的氢气产能，可以保障广东省全省氢能源汽车的能源供应。

联悦氢能：华南最大制氢企业之一