两种技术路线的煤制氢产业链生命周期成本分析

发布时间：2021-12-16 03:52

　　氢能被誉为21世纪的"终极能源",是一种清洁的二次能源。2019年氢能首次写入两会政府工作报告,凸显了发展氢能产业的重要性。中国"富煤、贫油、少气"的能源结构决定了在一定时期内以煤炭作为主要的氢能原料的地位不会改变。采用生命周期成本分析方法,研究以上游产业链的煤气化制氢、煤热解制氢为起点,结合中游产业链的气氢和液氢运输等不同储运方式,到下游产业链的加氢站,得到煤制氢产业链生命周期成本,通过比较可知,以煤为原料制氢具有明显的经济性优势,但生命周期环境影响所带来的外部成本也不容忽视,为综合评价以煤制氢技术发展氢能产业链的可持续性提供理论依据。 

【文章来源】：煤炭经济研究. 2020,40(03)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

煤制氢产业链LCC分析系统边界

结合煤制氢生命周期评价的污染物排放清单，可以计算得到煤热解制氢结合气氢压缩和液氢压缩、煤气化制氢结合气氢压缩和液氢压缩的产业链生命周期外部成本，如图4所示。液氢压缩比气氢压缩需要耗费更多的能量，其外部环境成本大于气氢压缩所带来的外部环境成本。虽然煤气化制氢明显比煤热解制氢排放更多的二氧化碳，但氮氧化物和二氧化硫排放略小，因此，最后计算得到的生命周期外部成本只略高于煤热解制氢的外部成本，两者差异并不显著。煤气化制氢组合气氢压缩的产业链生命周期外部成本为7.5元/kg，煤气化制氢组合液氢的产业链生命周期外部成本为11.1元/kg，煤热解制氢组合气氢的产业链生命周期外部成本为7元/kg，煤热解制氢组合液氢的产业链生命周期外部成本为10.6元/kg，煤气化制氢产业链生命周期外部成本仅比煤热解制氢高出0.5元/kg。煤制氢生命周期外部成本的具体组成，见表8。对于任何一条产业链来说，二氧化碳排放都是主要的外部成本来源。煤热解制氢产业链，无论是气氢压缩，还是液氢压缩，氮氧化物都是仅次于二氧化碳的外部成本来源，然后是VOC，最后是二氧化硫。对于煤气化制氢产业链，液氢压缩带来了更多的氮氧化物排放，而气氢压缩中排放的VOC更胜一筹。总之，控制二氧化碳排放是降低煤制氢产业链生命周期外部成本的主要途径，可以通过加载二氧化碳捕集设备实现。

本文的研究边界是基于煤气化和煤热解这两种制氢工艺，结合液氢压缩、气氢压缩两种压缩技术，通过运输环节，再到加氢站的下游应用环节，对不同组合的煤制氢产业链进行生命周期成本分析，研究边界如图3所示。图2 焦炉煤气直接制氢工艺模拟流程

【参考文献】：
期刊论文
[1]制氢技术的生命周期评价研究进展[J]. 谢欣烁,杨卫娟,施伟,张圣胜,王智化,周俊虎.  化工进展. 2018(06)
[2]中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究[J]. The Comprehensive Research Group for Energy Consulting and Research;.  中国工程科学. 2015(09)
[3]焦炉煤气利用途径的效率和效益分析[J]. 杨养龙.  山西化工. 2014(05)
[4]生命周期成本分析在氢能评价中的应用[J]. 姚飞,贾媛.  电源技术. 2009(04)



本文编号：3537426