我国氢气生产利用现状

石化化工行业氢气生产利用现状

当前国内外氢气主要是在石化化工行业得到较为广泛的生产和利用，氢气作为中间原料，用于生产多种化工产品.我国石化化工行业主要涉氢的行业包括煤化工、天然气化工、石油化工、焦炉气化工、氯碱化工、精细化工等，主要产品有合成氨、过氧化氢（双氧水）等无机化工产品，甲醇、烯烃、乙二醇等有机化工产品，成品油、合成天然气等能源化工产品，还有多种精细化工、化工新材料等产品.根据对石化化工行业主要涉氢产品生产能力的统计，当前我国石化化工行业氢气总产能约为4000万吨,氢气产量约3300万吨。

1.氢气用途

从氢气的用途来看，最大应用领域是作为生产合成氨中间原料，氢气产能占比约为30%；二是生产甲醇（包括煤经甲醇制烯烃）的中间原料，氢气产能占比约为28%；三是焦炭和兰炭副产氢的综合利用，占比约为15%（已扣除制氨醇，避免重复计算）；四是炼厂用氢，占比约为12%；五是现代煤化工范畴内的煤间接液化、煤直接液化、煤制天然气、煤制乙二醇的中间原料氢气，占比约为10%；其他方式氢气利用占比约为5%。

2.生产原料

从氢气的生产原料构成来看，我国氢源以煤为主，占比约为59%；其次是高温焦化和中低温焦化（兰炭、半焦）副产煤气中的氢，占比约为20%；三是天然气制氢和炼厂干气制氢，占比约为16%；其余是甲醇制氢、烧碱电解副产氢、轻质烷烃制烯烃副产尾气含氢等。

3.生产形式

从生产形式来看，独立的制氢装置主要存在于炼油、煤焦油加工等生产过程中，炼油厂内主要采用煤制氢、天然气（或炼厂干气）制氢或甲醇制60氢，煤焦油加工厂一般为焦炉气制氢。部分综合型化工厂采用变压吸附（PSA）制氢装置，为生产下游产品提供氢气。对于煤、天然气或焦炉气制合成氨或制甲醇，煤（甲醇）制烯烃、煤制乙二醇、煤制油品、煤制合成天然气等，氢气作为生产过程的中间原料而存在，而不是由独立的制氢装置生产。氨合成装置或甲醇合成装置可以根据需要配套氢回收装置，回收副产氢气。烧碱的生产过程产生大量氢气，对于下游配套聚氯乙烯装置的工厂，氢气与氯气生成氯乙烯、继而再生产聚氯乙烯；对于独立的烧碱装置，副产氢气一般配套双氧水或精细氯加工产品，需要消耗一部分氢气，且少量副产氢气未得到有效利用。

4.工业副产氢

从工业副产氢的角度来看，除上述提到的合成氨装置、甲醇合成装置、烧碱装置等以外，最大量的工业副产氢存在于高温焦化副产焦炉气和兰炭副产荒煤气中。焦化副产焦炉气的氢含量达55%—60%,目前焦炉气制合成氨、甲醇、LNG（直接提取LNG）、乙二醇或氢气等产品及焦炉气发电已得到广泛应用，少量焦炉气作为工业燃气利用。兰炭副产荒煤气的氢含量约为23%—25%,目前部分提氢用于中低温焦油加工，部分用于发电，部分用作工业燃气。

5.生产成本

从生产成本的角度来看,工业氢气的价格与生产氢气主要原材料的价格水平、生产规模、生产过程消耗以及项目投资等均有直接关系。按照我国典型的制氢技术水平，在保证基准收益的前提下,煤制氢对应的原煤价格为300〜800元/t,氢气价格约为10~15元/kg；天然气制氢对应天然气价格为1〜2元/Nm3,氢气价格约为15~20元/kg；甲醇制氢对应的甲醇价格为2000~3000元/t,氢气价格约为15~18元/kg；副产焦炉气制氢价格一般不高于12元/kg,烧碱副产氢等价格一般不高于18元/kg。总体上，工业氢气价格相对较低，以满足工业生产大宗基础产品的成本控制要求。

钢铁行业氢气生产利用现状

在钢铁工业中,副产的焦炉煤气中含氢为55%~60%,高炉煤气含氢为1%〜4%,转炉煤气含氢为0.2%〜0.3%,另外利用COREX技术（熔融还原法）在生产铁水过程中产生的煤气含氢为10%〜30%。上述焦炉煤气的含氢量已与焦化合并统计。目前我国钢铁行业每年生产约1400万t的含氢副产品，其中高炉炼铁使用约为900万t/a,电炉炼铁消耗约为400万t/a。

车用氢能生产利用现状

现阶段我国氢能利用以车用氢能为主，处于刚刚起步的初期示范阶段。据不完全统计，截至2020年底，我国燃料电池车约有8000辆，车型以公交大巴车、轻卡、物流车为主；已建成加氢站约120座，已投入运营约86座；初步估计，车用氢能用量不足1万吨。车用氢能供应方式多样，为保证氢气质量要求，大多来自于电解水制氢，以高压氢气的方式运送至加氢站。部分加氢站依托石化氢气，就近由管道运至加氢站，例如上海中石化加氢站、兖矿济宁综合能源补给站。由于用量少、运输距离远、高压氢气运费高等多种原因，车用氢气价格在加氢站一般不低于60元/kg。

来源：长江能源