现场制气(空分 / PSA):一次性高设备投资 + 持续电费 + 运维费 + 少量药剂耗材; 外购液氧 / 液氮 / 液氩:低初始投资 + 持续液体采购费 + 气化损耗 + 储罐 / 气化器租金 / 折旧 + 运输费; 算账本质:盈亏平衡点(气量阈值),年用气量超过平衡点,现场制气划算;低于平衡点,买液划算。
适用:氧、氮、氩;钢厂、化工、多晶硅、锂电、医氧都能用这套框架。
✅ 一次性资本性支出 CAPEX
空分主机:空压机、增压机、冷箱、膨胀机、纯化、DCS/SIS/ITCC、TSI、仪表阀门
土建、厂房、基础、管廊、配电、循环水系统
安装、吹扫、脱脂、试压、调试、监理、设计、取证
备用液氮 / 液氧储罐(应急缓冲罐,一般不大)
备品备件、专用工具
✅ 年度运营成本 OPEX(每年固定支出)
电费(最大项!空压机 + 增压机耗电,占 70%~85%)
循环水、冷却水水费
分子筛、滤材、密封件、润滑油耗材
年度维保、年检、校验、第三方检测(SIS、安全阀、仪表检定)
人工:值守 / 巡检人员
保险、折旧(按 8~12 年折旧,行业常用 10 年)
维修备件储备
注意:深冷空分有最低稳负荷,一般不能长期低于 70% 负荷,低负荷下单位电耗飙升,经济性直接崩掉。
✅ 一次性 CAPEX(小很多)
低温储罐、气化器、调压撬、安全附件、界区管线
基础、围堰、防雷、安装调试
很多模式是气体供应商投罐(租罐),业主 0 罐投资,只付液款,CAPEX 几乎为 0,这是项目最常见的模式!
✅ 年度 OPEX
液体采购单价(出厂价)+ 运费(距离影响巨大)
气化损耗:正常 3%~8%(保温、放散、装车残液、压力泄放),夏天、低压储罐损耗更高
储罐租金(供应商投罐模式)
安全阀、压力表、气化器年检、仪表校验
能耗:水浴气化器蒸汽 / 电耗(空温式气化基本无能耗)
管理、卸车人工
关键坑:液体价格波动极大(冬夏价差、区域供需),合同锁价条款非常重要。
\(C_{on-site} = \frac{年度总OPEX + 年折旧}{年有效合格供气Nm^3}\)
折旧 = 总 CAPEX ÷ 折旧年限(推荐 10 年) 有效供气:扣除开机检修、故障停机的损失气量,不是铭牌气量
\(C_{liquid} = \frac{液体单价(元/吨) \times 1.1 \sim 1.15}{气液换算系数} + 气化能耗+运维\)
常用换算(标况)
液氧:1 吨 ≈ 700 Nm³ O₂
液氮:1 吨 ≈ 800 Nm³ N₂
液氩:1 吨 ≈ 560 Nm³ Ar
1.1~1.15 是把气化放散损耗折算进去
令 \(C_{on-site}=C_{liquid}\)
年用气 > Q₀:自建现场制气划算
年用气 < Q₀:外购液体划算
前提:电价 0.6 元 /kWh,普通工业电价,不含大工业基本电费;液体为常规市场价,供应商不送罐、业主自投罐
氧气:稳定≥800~1200 Nm³/h 连续用气,深冷制氧开始有优势;间歇用气、波动大,买液更好
氮气:稳定≥1000~1500 Nm³/h,深冷空分优势显现;中小流量优先 PSA + 液氮后备
氩气:很少单独上氩装置,几乎都是配套空分副产;单独买液氩,气量要非常大才划算
锂电 / 多晶硅高纯氮:门槛更高,因为高纯增压、纯化增加电耗与投资,平衡点会上移; 钢厂:用气 24h 连续稳定,是现场制气最友好场景; 间歇项目(检修用气、间断工艺):哪怕瞬时流量大,只要年利用小时低,一律买液。
大工业基本电费:空压机是超大电机,变压器容量费,很多项目漏掉,直接算错
循环水、冷冻水配套投资(不是只算空分主机)
停机损失:空分每年计划检修,必须配套液氮 / 液氧后备罐,这笔投资 + 损耗要计入
负荷波动惩罚:低负荷运行,单位电耗上升,成本抬升
合规成本:压力管道、特种设备取证、SIL 验证、年度检测、安全评价
远距离运输,运费占比很高;偏远地区液体单价会暴涨,平衡点大幅下移
液价周期性上涨(冬季用气高峰),长期成本不可控
卸车排队、断供风险(极端天气、运力紧张),要配套更大缓冲罐
损耗被低估:很多人只按 3% 算,实际夏天、老储罐能到 6%~8%
业主自建空分(BOO/BOT 除外):业主承担全部投资、能耗、风险;长期稳定用气首选,适合钢厂、大型多晶硅基地
气体公司 BOO(现场制气,气体公司投资空分机组,业主按 Nm³ 买气)
业主:0 CAPEX,只付气费;本质是 “介于自建和买液中间”
气体公司:靠长周期供气合同摊薄设备投资;合同一般锁 5~15 年,约定最低照付不议气量(Take or Pay)
👉 BOO 模式下,业主不用算机组投资,重点审核:保底气量、阶梯气价、超额气价、检修保供条款。
表格
| 项目 | 现场制气(深冷) | 外购液体(液氧 / 液氮) |
|---|---|---|
| 初始投资 | 高,主机 + 土建 + 配电 + 循环水 | 低,仅储罐气化撬;租罐模式≈0 |
| 核心变动成本 | 电费为主 | 液体采购 + 运费 |
| 适合工况 | 24h 连续稳定、年利用小时高、大流量 | 用气波动大、间歇用气、中小流量、短期项目 |
| 风险 | 设备故障、电价上涨、负荷不足 | 液价波动、运力不足、断供、损耗 |
| 交付周期 | 10~18 个月(含设计制造安装) | 1~3 个月,储罐撬到货很快 |
| 高纯工况 | 可稳定产出高纯氮 / 氧,长期成本优 | 高纯液溢价高,小批量很划算 |
现场制气与外购液体的经济性核心取决于年有效用气规模、用气连续性、电价、液体到厂价及运输距离。现场制气前期 CAPEX 高,成本主要为电耗,适合大流量、连续稳定工况;外购液体初始投资低,但持续采购成本高,适合中小流量、间歇用气或短期项目;测算需计入折旧、大工业基本电费、气化放散损耗、检修后备供气等隐性成本,求取盈亏平衡气量作为决策依据。
