在全球追求碳中和的快車道上，天然氣制氫技術(shù)已經(jīng)很完美，物美價(jià)廉是其特色。在中國(guó)，該技術(shù)應(yīng)用體量?jī)H次于以煤為原料的制氫方法，位居第二。

我國(guó)天然氣制氫技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，最初用于合成氨生產(chǎn)。后來，由于催化劑性能提高、工藝流程優(yōu)化、控制技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備設(shè)計(jì)改進(jìn)，該技術(shù)的穩(wěn)定性和安全性得到顯著提升。

成本問題是關(guān)乎天然氣制氫的大問題，那么如何對(duì)此進(jìn)行測(cè)算呢？我們首先要從天然氣制氫的流程了解其中奧秘。

天然氣制氫的原理

天然氣制氫成本構(gòu)成

根據(jù)天然氣制氫的流程，我們可以對(duì)天然氣制氫成本類別進(jìn)行劃分。

在氫氣的生產(chǎn)過程中，以天然氣作為原料的成本構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜。天然氣自身的成本占據(jù)了總成本的主導(dǎo)地位，大約為73.4%。燃料氣的消耗在總成本中所占比例為13.7%。

若將項(xiàng)目總投資中70%的融資成本納入考量，則制造成本與相應(yīng)的財(cái)務(wù)費(fèi)用將共同構(gòu)成總成本的9.3%。

此外，除燃料氣外的其他能源消耗，例如電力等，約占總成本的2.4%，而維護(hù)、管理等其他雜項(xiàng)費(fèi)用則占1.2%。

成本測(cè)算模型

（一）核心計(jì)算公式

總成本=CNG×Q+E×(Pfuel+Pelec)+D×NQ+O CNG: 天然氣單價(jià)（元/m3） Q: 氫氣產(chǎn)量（Nm3/h） E: 能耗系數(shù)（kWh/Nm3） N: 設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間（8000h）

（二）典型項(xiàng)目對(duì)比

成本敏感度分析（動(dòng)態(tài)模型）

天然氣制氫作為一種較為成熟的制氫技術(shù)，其成本構(gòu)成及影響因素備受關(guān)注。通過對(duì)天然氣制氫成本的敏感度分析，能清晰洞察各因素變動(dòng)對(duì)總成本的作用程度，為產(chǎn)業(yè)優(yōu)化及決策提供有力依據(jù)。

原料成本：天然氣作為制氫的核心原料，其價(jià)格波動(dòng)對(duì)總成本影響顯著。據(jù)相關(guān)研究，天然氣價(jià)格每上漲 10%，制氫成本約提升 15% - 20%。例如，在一些天然氣資源匱乏地區(qū)，需依賴長(zhǎng)距離運(yùn)輸或進(jìn)口，高昂的氣源成本極大壓縮了制氫企業(yè)利潤(rùn)空間。相反，擁有豐富天然氣資源或穩(wěn)定氣源供應(yīng)合同的地區(qū)，制氫成本則相對(duì)可控。

設(shè)備投資成本：制氫裝置的建設(shè)投資是前期成本的重要部分。先進(jìn)高效的制氫設(shè)備雖初期投入大，但從長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)看，能顯著降低單位制氫成本。如采用新型轉(zhuǎn)化爐、優(yōu)化凈化工藝等設(shè)備升級(jí)，可提高氫氣產(chǎn)率、降低能耗。敏感度分析顯示，設(shè)備投資每增加 10%，若能帶來 15% 以上的生產(chǎn)效率提升，長(zhǎng)期制氫成本有望下降 5% - 10%。

運(yùn)營(yíng)成本：包括電力消耗、催化劑更換、人工維護(hù)等費(fèi)用。其中，電力成本與地區(qū)電價(jià)政策緊密相關(guān)，電價(jià)上漲 10%，制氫運(yùn)營(yíng)成本約增加 8% - 10%。而催化劑的使用壽命及更換頻率，對(duì)成本影響也不容小覷。優(yōu)質(zhì)催化劑雖價(jià)格高，但可延長(zhǎng)更換周期、提高反應(yīng)效率，降低綜合運(yùn)營(yíng)成本。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

天然氣價(jià)格波動(dòng)±10%，氫氣成本變動(dòng)±7.5% 

規(guī)模每擴(kuò)大一倍，單位能耗降低8-12% 

采用CCUS技術(shù)可使邊際成本增加約15-20%

天然氣制氫降本途徑

降本途徑主要包括優(yōu)化天然氣采購(gòu)策略、提高設(shè)備效率和采用先進(jìn)的制氫技術(shù)。

原料替代：富氫天然氣摻混（最高可提升氫濃度至70%）及低成本工業(yè)尾氣等替代原料的應(yīng)用，可以有效降低原料成本。此外，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過改進(jìn)制氫工藝和提升能源回收率，也能顯著減少能耗。例如，利用余熱發(fā)電和實(shí)施整體能源優(yōu)化，能夠降低電力消耗，進(jìn)一步減少運(yùn)營(yíng)成本。

技術(shù)創(chuàng)新：新型催化劑（活性提升30%）。及高效轉(zhuǎn)化爐（能效提高40%）的研發(fā)應(yīng)用，使得制氫效率大幅提升，有效降低了單位氫氣成本。同時(shí)，規(guī)模化生產(chǎn)能進(jìn)一步優(yōu)化資源分配，減少浪費(fèi)，通過規(guī)模效應(yīng)降低固定成本占比。

能源耦合：與風(fēng)電/光伏配套的靈活制氫系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)能源的互補(bǔ)利用，尤其在可再生能源發(fā)電高峰時(shí)段，利用多余的電力進(jìn)行制氫，有效降低了電力成本。

政策賦能：碳交易市場(chǎng)帶來的額外收益（每噸CO?補(bǔ)貼50-100元）。政府對(duì)于清潔能源的扶持政策，如稅收減免、補(bǔ)貼發(fā)放等，也為企業(yè)減輕了負(fù)擔(dān)。

全球主要企業(yè)布局外國(guó)企業(yè)

殼牌：（荷蘭）：全球最大藍(lán)氫供應(yīng)商，歐洲20個(gè)藍(lán)氫項(xiàng)目在建

道達(dá)爾能源（法國(guó)）：該公司正在英國(guó)北海蒂賽德地區(qū)規(guī)劃建設(shè)英國(guó)最大的藍(lán)氫生產(chǎn)設(shè)施，目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)1吉瓦的氫氣產(chǎn)能。

Siemens Energy（德國(guó)）：西門子能源的先進(jìn)壓縮技術(shù)為藍(lán)氫制取中的二氧化碳捕集、存儲(chǔ)和利用提供了有力支持，覆蓋氫氣液化、儲(chǔ)運(yùn)和化工合成等多種應(yīng)用場(chǎng)景。公司還在積極研發(fā)能實(shí)現(xiàn)高比例、大規(guī)模氫能利用的離心式壓縮機(jī)，預(yù)計(jì) 2025 年投放市場(chǎng)，屆時(shí)將進(jìn)一步提升藍(lán)氫生產(chǎn)效率，降低成本。

中國(guó)企業(yè)在國(guó)內(nèi)藍(lán)氫領(lǐng)域，有多家企業(yè)積極布局并取得了顯著成績(jī)，為天然氣制氫的發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

中國(guó)石油：

作為國(guó)內(nèi)能源巨頭，中國(guó)石油在藍(lán)氫領(lǐng)域的布局廣泛且深入。在制氫端，其高純氫總產(chǎn)能已達(dá)到 6600 噸 / 年，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生產(chǎn)實(shí)力。通過持續(xù)優(yōu)化天然氣制氫工藝，引入先進(jìn)的轉(zhuǎn)化與凈化技術(shù)，有效提升了藍(lán)氫生產(chǎn)效率與質(zhì)量。同時(shí)，積極推進(jìn)碳捕獲與封存（CCS）技術(shù)在藍(lán)氫制備中的應(yīng)用，減少碳排放，踐行綠色發(fā)展理念。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，截至 2023 年底，已累計(jì)建成 21 座加氫站（含油氫合建站），完善了氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游布局，促進(jìn)藍(lán)氫的終端應(yīng)用與市場(chǎng)推廣 。

中國(guó)石化：

中國(guó)石化同樣在藍(lán)氫領(lǐng)域積極作為，致力于打造 “中國(guó)第一大氫能公司”。在天然氣制氫項(xiàng)目上，公司憑借豐富的資源優(yōu)勢(shì)與技術(shù)積累，建設(shè)了多個(gè)大型藍(lán)氫生產(chǎn)基地。例如，在部分煉化一體化項(xiàng)目中，將天然氣制氫與煉油、化工生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用與資源的高效配置，降低了藍(lán)氫生產(chǎn)成本。在技術(shù)創(chuàng)新層面，加大對(duì)碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術(shù)的研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)制氫過程中二氧化碳的有效捕集與資源化利用，進(jìn)一步提升藍(lán)氫的綠色屬性。目前，公司已建成多個(gè)氫燃料電池供氫中心，并計(jì)劃在 “十四五” 期間規(guī)劃布局 1000 座加氫站或油氫合建站，加速推動(dòng)藍(lán)氫在交通等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用 。

美錦能源：

作為行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)之一，美錦能源在藍(lán)氫制備方面構(gòu)建了多元發(fā)展格局。其參股子公司北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司表現(xiàn)突出，該公司作為 2022 年北京冬奧會(huì)的氫能保供保運(yùn)單位，技術(shù)實(shí)力雄厚。掌握純度為 7N（99.99999%）的電解水制氫技術(shù)和純度為 5N（99.999%）的天然氣重整制氫技術(shù)，擁有 800m3/h 天然氣制氫裝置、500m3/h 水電解制氫裝置和 100m3/h 超純氫氣提純裝置等先進(jìn)設(shè)備，藍(lán)氫制備年產(chǎn)能達(dá) 1200 萬(wàn)立方米，銷售區(qū)域主要覆蓋京津冀區(qū)域，為該地區(qū)的氫能應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的氣源保障 。

素材來源：華氫會(huì)智能、長(zhǎng)城證券、中國(guó)石油、中國(guó)石化等