取決于地區(qū)、場(chǎng)景與制氫方式如何適配。

我國(guó)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(fèi)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約高效利用，向來是我國(guó)的能源政策的導(dǎo)向。2024年，國(guó)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(xiàng)目”列入了天然氣利用優(yōu)先類。

近年來國(guó)內(nèi)各地開展天然氣摻氫替代項(xiàng)目公開超過20余項(xiàng)，示范場(chǎng)景涵蓋居民、工業(yè)等多種場(chǎng)景。能景研究認(rèn)為，國(guó)內(nèi)在部分地區(qū)或場(chǎng)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(jì)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(chǎng)景，對(duì)其適用的場(chǎng)景及潛力進(jìn)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(chǔ)運(yùn)介質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)分離提取高純氫；二是直接實(shí)現(xiàn)燃燒應(yīng)用。

分離提取高純氫技術(shù)方案成熟，但場(chǎng)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(duì)同時(shí)存在大量氫氣、天然氣市場(chǎng)缺口的場(chǎng)景。目前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)案例，如如浙能集團(tuán)實(shí)施的國(guó)內(nèi)首次30%城燃摻氫和分離試驗(yàn)。

燃燒應(yīng)用目前技術(shù)仍存難點(diǎn)，場(chǎng)景較多。燃燒應(yīng)用的關(guān)鍵在于實(shí)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(guó)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?xì)廨啓C(jī)、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(chǎng)空間。

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

天然氣的消費(fèi)主要集中在城市燃?xì)饧敖煌ā⒐�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(gè)領(lǐng)域均通過燃燒的形式進(jìn)行利用，2023年占到國(guó)內(nèi)天然氣總消費(fèi)的92%。

二是天然氣燃燒應(yīng)用的領(lǐng)域多數(shù)可以進(jìn)行摻氫替代。天然氣燃燒應(yīng)用的3個(gè)領(lǐng)域（城市燃?xì)饧敖煌�、工業(yè)燃料、發(fā)電用氣）中，除了交通應(yīng)用外，國(guó)內(nèi)大多已有相關(guān)或類似驗(yàn)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(chǔ)罐、加氣站壓縮機(jī)等一般不能兼容摻氫。

能景研究測(cè)算，若暫不考慮交通應(yīng)用，則2023年國(guó)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(shí)現(xiàn)10%的摻氫替代（體積），則可以每年替代天然氣需求達(dá)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(jì)性：氫價(jià)是同體積天然氣的三分之一時(shí)具備可行性

同體積下氫氣燃燒產(chǎn)生的能量?jī)H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(shí)，摻氫燃?xì)馊紵�產(chǎn)生的能量?jī)H是相同體積天然氣的93.3%左右。

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

03 高氣價(jià)驅(qū)動(dòng)下，部分場(chǎng)景或地區(qū)有一定的摻氫改造動(dòng)力

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

國(guó)內(nèi)部分地區(qū)或場(chǎng)景下的天然氣價(jià)格長(zhǎng)期較高。一般中東部天然氣價(jià)格高于西部地區(qū)，如新疆部分油氣產(chǎn)區(qū)的銷售氣價(jià)可低于1.5元/立方，而東部廣州、福州、上海等地居民氣價(jià)可達(dá)2.5元/立方，最高可接近5元/立方。天然氣長(zhǎng)輸管道供應(yīng)不足的地區(qū)價(jià)格高于長(zhǎng)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(jià)在4元/立方以上。此外，一般非居民用氣的價(jià)格高于居民用氣。

采用部分制氫方式進(jìn)行摻氫已具備一定的經(jīng)濟(jì)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(chǎng)價(jià)格在8~12元/kg左右之間，約與2.1~3.2元/立方的天然氣價(jià)格相近，目前實(shí)現(xiàn)摻氫經(jīng)濟(jì)性的潛力較大。

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

能景研究認(rèn)為，各制氫方式有不同的適配場(chǎng)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(chǎng)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?xì)庠诮�蘇泰興開展的工業(yè)園區(qū)摻氫項(xiàng)目等。

甲醇/氨制氫或可適配東部高氣價(jià)地區(qū)及海島等場(chǎng)景摻氫。比如在用戶側(cè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)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(jià)場(chǎng)景摻氫。比如進(jìn)行集中式制氫，摻入長(zhǎng)輸管網(wǎng)滿足東部高氣價(jià)地區(qū)用能需求；或在用戶側(cè)進(jìn)行分布式制氫如屋頂光伏制氫。典型如近期英國(guó)蘇格蘭建成的全球首個(gè)8.4公里社區(qū)綠氫燃?xì)夤芫W(wǎng)項(xiàng)目等。

來源：能景研究

END

       原文標(biāo)題 : 洞見|天然氣摻氫在部分場(chǎng)景或可較快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性