Себестоимость и экономическая эффективность производства водорода из угля
2025-09-27
Технология получения водорода из угля уже достигла зрелого уровня развития, обладает способностью к стабильному крупномасштабному производству и на сегодняшний день является наиболее дешёвым способом производства водорода в Китае. Глубокий анализ её экономической эффективности имеет ключевое значение для понимания текущего состояния и будущих тенденций развития водородной энергетики.
1. Структура себестоимости и преимущества
В общей структуре затрат на производство водорода из угля примерно 50% приходится на сырьё — уголь, что является главным фактором, определяющим себестоимость. Это означает, что колебания цен на уголь напрямую и значительно влияют на конечную стоимость водорода.
Например, при эксплуатации типичной установки газификации угля с производительностью синтез-газа 540 тыс. м3/ч, при цене сырья (уголь с теплотворной способностью 6000 ккал и содержанием углерода более 80%) 600 юаней/тонна, себестоимость водорода составляет около 8,85 юаней за килограмм. Такой уровень затрат в текущих технологических условиях обладает высокой конкурентоспособностью.
Сравнение с производством водорода из природного газа позволяет более наглядно выявить экономические преимущества угольной технологии. При использовании метода паровой конверсии метана (наиболее зрелая технология) на долю сырья — природного газа — приходится более 70% затрат, поэтому себестоимость в большей степени зависит от колебаний цен на газ.
Анализ (см. график) показывает, что в типичных диапазонах цен на уголь и природный газ себестоимость водорода из угля (сплошная линия), как правило, ниже, чем водорода из природного газа (пунктирная линия).
Рисунок: Сравнение себестоимости производства водорода из угля и природного газа (мощность установки — 100 тыс. м³/ч)
2. Влияние технологии улавливания и хранения углекислого газа (CCS) на себестоимость
Для снижения выбросов CO₂ в процессе производства водорода использование технологии улавливания и хранения углекислого газа (CCS) рассматривается как один из ключевых путей декарбонизации проектов на основе ископаемого топлива. Однако внедрение CCS неизбежно ведёт к увеличению себестоимости производства водорода.
В настоящее время стоимость CCS в Китае составляет около 350–400 юаней за тонну CO₂, при этом прогнозируется снижение до 210 юаней/т к 2030 году и до 150 юаней/т к 2050 году. Для угольного маршрута производства водорода, который сопровождается значительным объёмом выбросов CO₂ на единицу продукции, добавление CCS существенно увеличивает себестоимость: по расчётам, стоимость водорода возрастает примерно до 15,85 юаней за килограмм.
3. Проблемы и перспективы
На сегодняшний день технология CCS в Китае находится на стадии исследований и демонстрационных проектов. Высокая стоимость и энергозатраты являются основными барьерами для её масштабного применения. В будущем необходимо добиваться снижения энергопотребления и удельных затрат за счёт постоянного развития технологий, а также активно расширять направления ресурсного использования CO₂. Превращение выбросов CO₂ «из отхода в ресурс» позволит одновременно сократить углеродный след и частично компенсировать рост себестоимости, вызванный внедрением CCS, что повысит долгосрочную экономическую эффективность низкоуглеродного угольного водорода.
Вывод: производство водорода из угля сегодня сохраняет ценовое преимущество, однако его дальнейшее развитие неразрывно связано с внедрением технологий декарбонизации. По мере совершенствования и удешевления CCS, низкоуглеродный угольный водород сможет сохранить экономическую конкурентоспособность в будущей энергетической системе.
