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摘 要:本文对使用液化氢、氨和有机氢化物(甲苯和甲基环己烷)的三种不同氢能载体的氢气供应链进行了成本分析。分析对象是通过船舶从海外到日本的国际供应链,分别计算了2030年和2050年每1标准立方米的氢气供应成本。在将2030年可能的技术进步纳入考量的基础上,总结了2030年的设施成本、容量和效率;并预测了2050年所需的设施成本、容量和效率,以实现20日元(约1.05元)/Nm3的目标成本。
本文设定了运营商之间的可比较条件,计算了材料和能量平衡,假设了三条供应链中设计的各种设施,得出了供应链的资本支出(CAPEX)和运营支出(OPEX)。结果为,首先,无论是2030年或2050年,三条供应链的供应成本差异都很小;其次,通过比较各氢能载体2030年和2050年的供应成本,发现了其各自的研发重点,即液化氢的液化、储存和运输,氨的合成和分解,以及有机氢化物的脱氢。
关键字:液化氢、氨、有机氢化物、氢能载体、国际氢能供应链、经济性分析
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3.3 氨链的设备构成
如图1所示,NH3链由空气分离制氮设备、NH3合成设备和前段氢氮压缩机、装载地的NH3储罐、装卸设备、NH3运输船、卸货地的NH3储罐和装卸设备、NH3分解器和氢气提纯设备、日本国内配送用管道设备和压缩机组成。
与液化氢一样,NH3也以载体的形式运输,重新提取出氢气后供应给客户。但与液化氢不同,NH3运输船以重油为燃料。此外,在NH3分解后,需将氢气提纯到规定的纯度。
2030年和2050年NH3链各流程的规格设定如表2所示。由于目前NH3(作为化学品原料)的国际供给链已经构建完成,设备容量和效率提升的空间不大,因此假设2030年和2050年使用几乎相同的设备。从2030年到2050年的成本下降是通过降低NH3合成设备的设备成本,并将载体制造地的天然气价格减半来实现;此外,假设NH3分解装置的设备成本减少10%,安装废热回收装置并将天然气消耗量减半。
3.4 甲苯-甲基环己烷链的设备构成
Tol-MCH链由甲苯加氢设备、装载地临时储存设备和装卸设备、海上运输用化学货轮、卸载地临时储存设备和装卸设备、MCH脱氢设备和脱氢提纯设备、日本国内配送用管道和输送用压缩机组成。