取決于地區(qū)、場景與制氫方式如何適配。

我國資源稟賦具有“多煤貧油少氣”的特征。優(yōu)化天然氣等能源的消費結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)節(jié)約高效利用，向來是我國的能源政策的導(dǎo)向。2024年，國家能源局發(fā)布新版《天然氣利用管理辦法》，將“終端天然氣摻氫示范項目”列入了天然氣利用優(yōu)先類。

近年來國內(nèi)各地開展天然氣摻氫替代項目公開超過20余項，示范場景涵蓋居民、工業(yè)等多種場景。能景研究認為，國內(nèi)在部分地區(qū)或場景下，天然氣摻氫或已經(jīng)初步具備了商業(yè)化應(yīng)用的條件，在技術(shù)、經(jīng)濟性上能夠?qū)崿F(xiàn)較好適配。

本文中能景研究分析了天然氣摻氫應(yīng)用的技術(shù)、成本和場景，對其適用的場景及潛力進行了初步探討，以供行業(yè)參考。

01 天然氣摻氫的應(yīng)用：燃燒應(yīng)用具有較大替代潛力

天然氣摻氫的應(yīng)用目前主要有兩種，一是作為氫氣的儲運介質(zhì)，最終實現(xiàn)分離提取高純氫；二是直接實現(xiàn)燃燒應(yīng)用。

分離提取高純氫技術(shù)方案成熟，但場景較少。分離提取高純氫的技術(shù)方案有變壓吸附（PSA）、膜分離、深冷分離等多種途徑，原理及裝備與副產(chǎn)氫提純較為接近，技術(shù)比較成熟。其主要針對同時存在大量氫氣、天然氣市場缺口的場景。目前國內(nèi)僅有少數(shù)實驗案例，如如浙能集團實施的國內(nèi)首次30%城燃摻氫和分離試驗。

燃燒應(yīng)用目前技術(shù)仍存難點，場景較多。燃燒應(yīng)用的關(guān)鍵在于實現(xiàn)燃具裝備的火焰穩(wěn)定燃燒，并控制燃燒后的CO、NOx等污染物的排放量。目前國內(nèi)天然氣摻氫已在窯爐、鍋爐等領(lǐng)域有較多應(yīng)用，近年來在燃氣輪機、戶用灶具上也開始出現(xiàn)示范。一般摻氫比例（體積）最高在10%到20%，鍋爐領(lǐng)域也有一些純氫燃燒的案例。

天然氣摻氫的燃燒應(yīng)用有較大的市場空間。

一是我國天然氣燃燒本身具有較大應(yīng)用基礎(chǔ)。根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，近十年來我國天然氣消費量持續(xù)增長，2023年達到3945億立方米，同比增長7.6%，在一次能源消費總量中占比達到8.5%。

天然氣的消費主要集中在城市燃氣及交通、工業(yè)燃料、發(fā)電用氣、化工化肥用氣4大領(lǐng)域。其中前3個領(lǐng)域均通過燃燒的形式進行利用，2023年占到國內(nèi)天然氣總消費的92%。

二是天然氣燃燒應(yīng)用的領(lǐng)域多數(shù)可以進行摻氫替代。天然氣燃燒應(yīng)用的3個領(lǐng)域（城市燃氣及交通、工業(yè)燃料、發(fā)電用氣）中，除了交通應(yīng)用外，國內(nèi)大多已有相關(guān)或類似驗證示范案例。而交通應(yīng)用以LNG重卡、LNG船舶等為主，目前其配套的儲罐、加氣站壓縮機等一般不能兼容摻氫。

能景研究測算，若暫不考慮交通應(yīng)用，則2023年國內(nèi)天然氣燃燒應(yīng)用需求超過3200億立方米。若到2030年這部分需求實現(xiàn)10%的摻氫替代（體積），則可以每年替代天然氣需求達115億立方米，消納氫氣超過340億立方米，約合320萬噸氫。

02 燃燒應(yīng)用的經(jīng)濟性：氫價是同體積天然氣的三分之一時具備可行性

同體積下氫氣燃燒產(chǎn)生的能量僅有天然氣的三分之一左右。氫氣體積熱值約為13 MJ/m3，甲烷（天然氣主要成分）體積熱值約為39 MJ/m3。這導(dǎo)致天然氣摻氫之后，相同體積燃燒所能供給的能量有所減少。如摻氫10%時，摻氫燃氣燃燒產(chǎn)生的能量僅是相同體積天然氣的93.3%左右。

氫氣價格約是同體積天然氣的三分之一時才可平價。按照理論計算，氫氣的價格為等體積天然氣的三分之一左右時，才能夠維持用戶側(cè)用能的成本基本不變。比如天然氣價格為2元/m3時，平價情景下需要氫氣價格達到0.7元/m3，即約7.5元/kg。天然氣到戶價格為4元/m3時，平價情景下需要氫氣價格達1.33元/m3，即約15.0元/kg。

03 高氣價驅(qū)動下，部分場景或地區(qū)有一定的摻氫改造動力

我國較多依賴于高價的進口天然氣。我國的天然氣來源主要有3類，本土開采、管道進口和液化天然氣（LNG）進口。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2023年我國天然氣供應(yīng)量約3980億立方米，其中管道進口量、LNG進口量分別占約16.86%與24.72%。后者LNG的價格受國際形勢影響，近3年價格最高超過6元/立方，最低2.8元/立方。

國內(nèi)部分地區(qū)或場景下的天然氣價格長期較高。一般中東部天然氣價格高于西部地區(qū)，如新疆部分油氣產(chǎn)區(qū)的銷售氣價可低于1.5元/立方，而東部廣州、福州、上海等地居民氣價可達2.5元/立方，最高可接近5元/立方。天然氣長輸管道供應(yīng)不足的地區(qū)價格高于長輸覆蓋地區(qū)，典型如部分海島以及部分陸上省市，居民氣價在4元/立方以上。此外，一般非居民用氣的價格高于居民用氣。

采用部分制氫方式進行摻氫已具備一定的經(jīng)濟潛力。氫氣的供應(yīng)有副產(chǎn)氫、甲醇/氨制氫、電解水制氫等多種方式。其中，副產(chǎn)氫粗氫的市場價格在8~12元/kg左右之間，約與2.1~3.2元/立方的天然氣價格相近，目前實現(xiàn)摻氫經(jīng)濟性的潛力較大。

甲醇/氨制氫、電解水制氫對應(yīng)的天然氣價格目前均在3元/立方以上，部分情況下對應(yīng)價格接近7元/立方，能否實現(xiàn)摻氫經(jīng)濟性取決于市場、資源及開展模式等因素。

能景研究認為，各制氫方式有不同的適配場景及開展模式。結(jié)合制氫成本、資源分布等特征分析：

副產(chǎn)氫或可適配東部地區(qū)各副產(chǎn)氫周邊場景摻氫。比如就近摻入天然氣管網(wǎng)，供給周邊用戶使用。典型案例如2024年新奧燃氣在江蘇泰興開展的工業(yè)園區(qū)摻氫項目等。

甲醇/氨制氫或可適配東部高氣價地區(qū)及海島等場景摻氫。比如在用戶側(cè)進行現(xiàn)場制氫摻氫，直接供給各類鍋爐燃具等使用。典型如在東部某些陶器窯爐生產(chǎn)廠開展的摻氫改造項目等。

電解水制氫或可適配各風(fēng)/光資源豐富地區(qū)及高氣價場景摻氫。比如進行集中式制氫，摻入長輸管網(wǎng)滿足東部高氣價地區(qū)用能需求；或在用戶側(cè)進行分布式制氫如屋頂光伏制氫。典型如近期英國蘇格蘭建成的全球首個8.4公里社區(qū)綠氫燃氣管網(wǎng)項目等。

來源：能景研究

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       原文標題 : 洞見|天然氣摻氫在部分場景或可較快實現(xiàn)經(jīng)濟性