制氫技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

雷秋曉，史義存，蘇子義，牛鴻權(quán)

(陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000)

氫氣作為一種清潔的二次能源，在我國(guó)的用途非常廣泛，其不僅可以被當(dāng)作能源使用到各行各業(yè)的供能之中，同時(shí)其還是一種非常重要的化工產(chǎn)品，被廣泛的使用到石油、電子、冶金、醫(yī)藥及航天等行業(yè)[1]。但在氫能的利用過(guò)程中，制約其發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是制氫技術(shù)，因此，研究發(fā)現(xiàn)新型的制氫技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱點(diǎn)。目前，隨著化工技術(shù)的不斷發(fā)展以及制氫原料的多樣化，制氫技術(shù)也是日新月異，業(yè)內(nèi)研究提出很多的制氫方法，如天然氣制氫、重油部分氧化制氫、煤氣化制氫、甲醇裂解制氫、荒煤氣制氫、水電解制氫、生物質(zhì)制氫等。然而，面對(duì)日益突出的傳統(tǒng)能源消耗問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，有必要通過(guò)總結(jié)分析各制氫技術(shù)的原理、工藝、特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇合適的制氫方法，同時(shí)也對(duì)制氫技術(shù)以后的發(fā)展和布局提供參考。

1 天然氣制氫

1.1 工藝原理

天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化一直以來(lái)被國(guó)際社會(huì)公認(rèn)是最有效的生產(chǎn)氫氣的方法之一，經(jīng)地下開(kāi)采得到的天然氣經(jīng)過(guò)脫硫，脫氯，脫砷處理后，在鎳催化劑下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)原理如下：

CH4+H2O=CO+3H2

CO+H2O=CO2+H2

1.2 制氫工藝

天然氣制氫工藝技術(shù)路線經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和改進(jìn)，現(xiàn)已發(fā)展成熟，目前經(jīng)典的天然氣制氫工藝技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 天然氣制氫工藝流程Fig.1 Process flow of hydrogen production by natural gas

該工藝流程基本分為四個(gè)工序：原料氣預(yù)處理、水蒸氣轉(zhuǎn)化、中低溫變換工序、PSA氫氣提純。此外，輻射段轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化及對(duì)流段熱回收工藝的改進(jìn)和節(jié)能設(shè)計(jì)，使整個(gè)轉(zhuǎn)化爐的熱效率提高到91～93%。根據(jù)后續(xù)對(duì)氫氣的純度的要求，基本采用PSA氫氣分離提純工藝技術(shù)，可滿足生產(chǎn)高純度的氫氣產(chǎn)品。

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

天然氣制氫工藝自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，運(yùn)行安全穩(wěn)定，操作控制實(shí)用可靠，占地面積小，投資成本低。環(huán)保方面，天然氣制氫產(chǎn)生的“三廢”較容易處理，少量催化劑廢渣可回收處理，鍋爐廢水排放量較少，水蒸汽和CO2等廢氣可排入大氣。反應(yīng)熱和余熱能夠充分利用，裝置能耗顯著降低。同時(shí)PSA解吸氣可在轉(zhuǎn)化爐回?zé)?，既降低燃料消耗，又減少?gòu)U氣排放。缺點(diǎn)是，受原材料供應(yīng)限制，只能選擇天然氣富集地區(qū)建廠。

1.4 氫氣提純方法比較

氫氣提純技術(shù)隨著制氫技術(shù)的不斷發(fā)展也在逐步前進(jìn)，目前比較常見(jiàn)的有變壓吸附和膜分離提純氫法。變壓吸附法是美國(guó)聯(lián)合碳化物公司(VCC)開(kāi)發(fā)成功的氫提純技術(shù)?；驹硎抢貌煌瑝毫ο挛絼?duì)不同氣體的吸附容量存在差異的特性，使得吸附劑實(shí)現(xiàn)選擇性吸附。主要工藝過(guò)程簡(jiǎn)單歸納為加壓吸附氣體混合物中雜質(zhì)，然后降低壓力，使被吸附物質(zhì)解析出來(lái)。膜分離提純氫技術(shù)主要利用高分子中空纖維狀薄膜對(duì)不同氣體分子具有不同滲透率這一特性對(duì)氣體進(jìn)行提純凈化。滲透氣體各組分依靠它們?cè)谀蓚?cè)的分壓差作為推動(dòng)力，根據(jù)各組分滲透率的差異，具有高滲透性的氫氣和二氧化碳集中在低壓端，具有低滲透性的甲烷、氮?dú)夂鸵谎趸枷鄬?duì)集中在高壓端。這樣就有選擇的將加工氣體中速度高的氫氣從速度低的氮?dú)獾葰怏w中分離出來(lái)，從而達(dá)到分離混合氣體的目的。表1給出了使用PSA和膜分離提純氫氣的一般情況比較[2]。

表1 PSA和膜分離提純氫比較Tab1 Comparison of hydrogen purified 定床氣化爐的技術(shù)參by PSA and membrane separation

由表1可知，二者各有優(yōu)勢(shì)。PSA技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高純度氫氣提純，膜分離提純氫技術(shù)裝置投資小，使用壓力小，氫回收率高，操作簡(jiǎn)單。

2 重油部分氧化制氫

2.1 工藝原理

重油部分氧化制氫是通過(guò)碳?xì)浠衔锱c氧氣、水蒸汽反應(yīng)生成氫氣和碳氧化物，典型的部分氧化反應(yīng)原理如下[3]：

CnHm+n/2O2=nCO+m/2H2

CnHm+nO2=nCO+(n+m/2)H2

H2O+CO=H2+CO2

2.2 制氫工藝

重油部分氧化工藝包括原料油與氣化劑的加壓、預(yù)熱和混合、高溫非催化部分氧化反應(yīng)、高溫合成氣廢熱回收、氣體產(chǎn)物洗滌和炭黑清除、炭黑回收及污水處理等[4]。該過(guò)程在一定的壓力下進(jìn)行，可以采用催化劑，也可以不采用催化劑，這取決于所選原料與過(guò)程。催化部分氧化通常是以甲烷或石腦油為主的低碳烴為原料，而非催化部分氧化則以重油為原料，反應(yīng)溫度在1150～1315℃[3]。與甲烷相比，重油的碳?xì)浔容^高，因此重油部分氧化制得的氫氣主要來(lái)自蒸汽和一氧化碳，其中蒸汽貢獻(xiàn)氫氣的69%[5]。

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

重油是煉油過(guò)程中的一種殘余物，市場(chǎng)價(jià)值不高，用來(lái)制氫具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。此外，重油部分氧化是放熱反應(yīng)，重油與蒸汽的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)的吸熱量大于放熱量時(shí)，可以燃燒額外的重油來(lái)平衡熱量[3]。與天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫相比，重油部分氧化制氫操作溫度、壓力較高更容易達(dá)到平衡。缺點(diǎn)是重油部分氧化制氫的設(shè)備投資費(fèi)用所占成本比例較大，且國(guó)際油價(jià)走高也使得原材料成本增加。此外，重油部分氧化后會(huì)有一定量的硫化物氣體產(chǎn)生，不可避免的對(duì)環(huán)境造成一定影響。

3 煤氣化制氫

3.1 工藝原理

煤炭作為我國(guó)的主要能源組成之一，用其制氫也成為了現(xiàn)今研究熱點(diǎn)。煤氣化制氫主要包括造氣反應(yīng)、水煤氣變換反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程，其反應(yīng)原理如下：

C(s)+H2O=CO(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)=CO2+H2(g)

3.2 制氫工藝

煤或半焦作為煤氣化制氫原料，與氧氣(空氣，富氧或純氧)、水蒸氣等氣化劑反應(yīng)制備氫氣的工藝流程如圖2所示。

圖2 煤氣化制氫流程圖Fig.2 Process flow of hydrogen production by coal gasification

煤或焦炭在高溫下與水蒸汽、空氣或氧氣在氣化爐中發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣、CO2和CO的煤氣，經(jīng)降溫、除塵和脫硫后與水蒸汽進(jìn)行變換反應(yīng)，大部分CO轉(zhuǎn)化為氫氣和CO2，通過(guò)酸性氣體脫除、變壓吸附得到高純度氫氣[6]。

3.3 工藝分類(lèi)

煤氣化過(guò)程中經(jīng)歷一系列復(fù)雜的熱力學(xué)變化，其中氣化爐作為核心設(shè)備，其不同的工藝條件、傳質(zhì)傳熱方式等對(duì)于整個(gè)煤氣化過(guò)程的反應(yīng)速率和程度存在著較大影響。目前，根據(jù)氣化爐中原料與氣化劑的接觸方式不同，煤氣化方法主要有固定床氣化、氣流床氣化以及流化床氣化[7]。

3.3.1 固定床氣化

固定床氣化是指在某種氣化劑存在的條件下對(duì)煤炭進(jìn)行熱加工的一種過(guò)程。其工藝過(guò)程是將煤作為原料，氧氣和水蒸氣(或CO2、H2)作為氣化介質(zhì)，在氣化爐中發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)CO、H2和CH4等有效氣體。在實(shí)際氣化過(guò)程中，不可避免的會(huì)副產(chǎn)CO2和H2O等。固定床氣化主要特點(diǎn)是操作穩(wěn)定可靠；利用甲烷反應(yīng)放熱，減少能耗；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；不足之處是水蒸汽消耗量較大，且煤氣中存在酚和焦油對(duì)環(huán)境有污染。

目前，固定床煤氣化爐主要有間歇固定床氣化爐(UGI)、魯奇爐(Lurgi)和魯奇改進(jìn)爐(BGL)。表2為三種固定床氣化爐技術(shù)參數(shù)對(duì)比。

表2 固定床氣化爐的技術(shù)參數(shù)Fig 2 Technical parameters of fixed bed gasifier

由表2可知，魯奇爐改進(jìn)爐的煤氣中CO和H2含量較高，且適用的煤種較多，但其操作溫度、壓力較高能耗較大，且液體廢渣處理成本較高。間歇固定床氣化爐操作溫度、壓力較低，但對(duì)煤種要求高。

3.3.2 氣流床氣化

氣流床氣化是一種并流氣化。其工藝過(guò)程是水煤漿通過(guò)泵打入氣化爐內(nèi)，或者煤粉通過(guò)氣化劑帶入氣化爐內(nèi)，煤粉與氣化劑在高于灰熔點(diǎn)的溫度下發(fā)生燃燒反應(yīng)和氣化反應(yīng)生成有效氣體，所產(chǎn)灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。氣流床氣化主要特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)；操作壓力大，對(duì)下游操作有利；煤氣中CO和H2含量高，是理想的化工合成原材料；不足點(diǎn)是O2消耗量大，對(duì)于液體排渣的粘度有較高要求。

目前，氣流床煤氣化爐主要有Texaco氣化爐、Shell氣化爐、四噴嘴氣化爐等。表3為現(xiàn)有幾種氣流床氣化爐的對(duì)比。

表3氣流床氣化爐的技術(shù)參數(shù) Tab 3 Technical parameters of entrained-flow gasifier

由表3可知，幾種氣流床氣化爐都具有煤種適用范圍廣的特點(diǎn)，操作壓力、溫度相接近，但荷蘭shell、四噴嘴氣化爐、HT-L氣化爐以及兩端氣化爐的煤氣中CO和H2含量較高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高。

3.3.3 流化床氣化

流化床氣化也叫沸騰床氣化，氣化劑的通入使得煤粉在氣化爐內(nèi)處于沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應(yīng)。其氣化過(guò)程是氣化劑在氣化爐底部通入，自下而上經(jīng)過(guò)床層，通過(guò)控制氣化劑的流速和流量使床層內(nèi)的煤粉處于沸騰狀態(tài)，同時(shí)煤粉和氣化劑充分接觸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和傳熱。生成的煤氣由爐頂離開(kāi)氣化爐，爐渣由爐底排出。流化床氣化主要特點(diǎn)是氣化效率高，便于大規(guī)模生產(chǎn)建設(shè)；床層物料混合均勻，床層溫度穩(wěn)定，便于控制；爐內(nèi)檢修維修工作量少；不足之處在于排渣和飛灰含碳量高，造成碳轉(zhuǎn)化率低，但通過(guò)采用煤粉循環(huán)技術(shù)可以增加碳的轉(zhuǎn)化率[8]。

目前，氣流床煤氣化爐主要有恩德?tīng)t、U-GAS氣化爐、灰融聚氣化爐等。表4為常用的流化床氣化技術(shù)的參數(shù)對(duì)比。

表4 流化床氣化爐的技術(shù)參數(shù) Tab 4 Technical parameters of fluidized bed gasifier

由表4可知，恩德?tīng)t、U-GAS氣化爐以及灰融聚氣化爐的適合煤種一致，操作溫度和煤氣中CO+H2含量相接近，但恩德?tīng)t的操作壓力為常壓，能耗較小。

3.4 技術(shù)特點(diǎn)

我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，煤氣化技術(shù)具有很大的成本優(yōu)勢(shì)，目前逐漸呈現(xiàn)主導(dǎo)性的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著煤炭分質(zhì)清潔利用的要求越來(lái)越高，煤氣化制氫技術(shù)取得了技術(shù)上的突破，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒋螽a(chǎn)能發(fā)展，成為了一種具有我國(guó)特色的制氫方法。但采用煤氣化制氫設(shè)備投資成本高占投資主要部分，且制氫過(guò)程中有大量CO2氣體產(chǎn)生。

4 甲醇裂解制氫

4.1 工藝原理

甲醇和水受熱氣化之后會(huì)進(jìn)入到甲醇裂解反應(yīng)器中，在銅系催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，制得氫氣，具體的反應(yīng)如下[9]：

CH3OH=CO+2H2

CO+H2O=CO2+H2

4.2 制氫工藝

甲醇裂解制氫工藝路線是加壓汽化后的甲醇?xì)馀c水蒸氣混合后，在銅系催化劑的作用下，于250～300℃發(fā)生甲醇裂解轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成轉(zhuǎn)化氣，轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)多級(jí)熱回收冷卻后送入變壓吸附提高純度氫氣[10]。

4.3 技術(shù)特點(diǎn)

甲醇制氫工藝簡(jiǎn)單、易于操作，且設(shè)備投資成本相對(duì)低；甲醇在常溫、常壓下為液態(tài)，儲(chǔ)存、運(yùn)輸較為方便；甲醇純度較高，在制氫的過(guò)程中無(wú)需凈化處理，直接參與反應(yīng)；裝置環(huán)保節(jié)能，解吸氣外排可做燃料，也可火炬燃燒，對(duì)環(huán)境無(wú)害；銅系催化劑選擇性和活性好，副產(chǎn)物較少[10]。缺點(diǎn)是：化石燃料制取的甲醇要進(jìn)行再分解制氫，其單耗非常高，對(duì)能源也是一種浪費(fèi)。

5 荒煤氣制氫

5.1 制氫工藝

荒煤氣制氫工藝由原料荒煤氣壓縮、水洗除鹽、預(yù)處理、耐硫?qū)挏刈儞Q(根據(jù)整套裝置的氫氣需要量來(lái)決定是否采用)、變壓吸附提濃氫氣、變壓吸附提純氫氣、濕法脫硫工藝單元集成，其工藝流程如圖3所示：

圖3 荒煤氣制氫流程圖Fig.3 Process flow of hydrogen production by waste gas

首先將原料荒煤氣壓縮升壓至0.5～2.5MPa，然后經(jīng)過(guò)預(yù)處理工藝脫除原料氣中的焦油、萘、NH3、HCN等雜質(zhì)獲得凈化氣，再將該凈化氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)二段進(jìn)口壓縮之后經(jīng)過(guò)耐硫?qū)挏刈儞Q工藝獲得含氫變換氣，最后變換氣經(jīng)過(guò)VPSA-I和VPSA-II變壓吸附提純氫，獲得純度99.9vol%以上的氫氣和氮?dú)夂?7.0vol%以上的VPSA-II解吸氣。

5.2 技術(shù)特點(diǎn)

荒煤氣制氫工藝，能夠充分利用荒煤氣中的H2和CO資源，低能耗獲得最大量化的低成本高純度氫氣，在此基礎(chǔ)上，高效利用荒煤氣中的烴類(lèi)可燃組分的熱值，同時(shí)優(yōu)化整個(gè)煤焦油加氫項(xiàng)目的脫硫工藝位置，使煤焦油加氫的投資、運(yùn)行成本、占地等大大降低，提高煤焦油加氫項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)項(xiàng)目市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。缺點(diǎn)是系統(tǒng)投資大、操作不易控制、生產(chǎn)成本高，因此用荒煤氣工業(yè)化制氫受到一定的限制。

6 水電解制氫

6.1 工藝原理

水電解制氫原理是堿金屬氫氧化物或無(wú)機(jī)酸的水溶液中插入兩個(gè)不起化學(xué)反應(yīng)的電極進(jìn)行傳導(dǎo)直流電時(shí)，陰極會(huì)生成氫氣，陽(yáng)極生成氧氣。水電解制氫在電解槽中完成，將一對(duì)電極浸泡在盛有電解液的電解池中，在電解池中通以一定電壓的直流電，水分解成氫氣和氧氣[4]。

6.2 制氫工藝

典型水電解制氫工藝主要由水電解槽、氣液分離器、氣體洗滌器、電解液循環(huán)泵、電解液過(guò)濾器、壓力調(diào)節(jié)器、測(cè)量控制儀表及電源設(shè)備等組成。其中電解槽是核心裝置，水電解制氫生產(chǎn)過(guò)程在其中完成，之后將產(chǎn)生的氣體經(jīng)過(guò)氣液分離器、氣體洗滌器得到純凈的氫氣。在水電解制氫過(guò)程中，對(duì)于電解電流、電壓、電解液密度等工藝參數(shù)需進(jìn)行嚴(yán)格控制。

6.3 技術(shù)特點(diǎn)

電解水制氫生產(chǎn)成本較高，目前利用電解水制氫的產(chǎn)量?jī)H占總產(chǎn)量的1%～4%，但是電解水具有產(chǎn)品純度高和操作相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其生產(chǎn)歷史非常悠久。該法可直接生產(chǎn)出純度在99.7%以上的氫氣，且操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境影響小，但耗電量大，因此應(yīng)用受到一定的限制。隨著氫能應(yīng)用的逐步擴(kuò)大，電解水制氫方法必將得到發(fā)展。

7 生物質(zhì)制氫

生物質(zhì)作為一種可再生的有機(jī)能源，且其在制氫過(guò)程中原材料易得，環(huán)境污染小，在制氫領(lǐng)域廣泛受到關(guān)注。目前生物質(zhì)制氫主要分為熱化學(xué)法制氫和生物法制氫。

7.1 熱化學(xué)法制氫

熱化學(xué)法制氫是將廢棄農(nóng)作物、廢棄木材和動(dòng)物糞便等生物質(zhì)在裂解爐和氣化爐中高溫?zé)峤夂蜌饣幚砗筠D(zhuǎn)化為含氫濃度較高的有效氣體，然后通過(guò)變壓吸附提純分離獲得純度較高氫的方法[11]。由于原材料分布廣泛，有機(jī)廢棄物可以充分利用，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制氫已部分實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但其受到催化劑的活性、成本等的限制，氫氣效率較低。

7.2 生物法制氫

生物法制氫是利用光合細(xì)菌和藻類(lèi)在光合作用下分解環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)氫，或者厭氧發(fā)酵將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)酸，來(lái)獲得維持自身生長(zhǎng)所需的能量和還原力，并釋放出氫氣。與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比，生物制氫有節(jié)能、可再生和不消耗礦物資源等優(yōu)點(diǎn)[12]。但目前技術(shù)尚未完全成熟，且投資成本較高。

8 制氫技術(shù)發(fā)展前景

8.1 制氫工藝經(jīng)濟(jì)性分析

氫氣作為一種二次新能源，是當(dāng)今乃至未來(lái)最具開(kāi)發(fā)潛力的能源之一，但存在兩方面的因素制約氫能的發(fā)展，一是制氫原料，二是制氫途徑。在我國(guó)，電力主要依靠燃煤電廠發(fā)電產(chǎn)生，電價(jià)受煤炭資源影響較大，水電解制氫雖然在原料資源上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但需耗費(fèi)大量電能，導(dǎo)致氫的生產(chǎn)成本太高，只有利用水電、風(fēng)電或太陽(yáng)能發(fā)電獲得的電能時(shí)，水電解制氫才有可能在經(jīng)濟(jì)上具有真正的競(jìng)爭(zhēng)能力[13]。近年來(lái)，各種新型的生物制氫技術(shù)受到廣泛關(guān)注，尤其是對(duì)生物質(zhì)熱解或者水解后的液相產(chǎn)物進(jìn)行催化重整制氫的工藝，顯著提高了制氫效率。但在反應(yīng)過(guò)程中催化劑的作用顯著，其組分、結(jié)構(gòu)和制備方法均能影響原料轉(zhuǎn)化率、氫氣產(chǎn)率及選擇性。因此，開(kāi)發(fā)高活性的催化劑以及如何將生物質(zhì)制氫技術(shù)有效進(jìn)行商業(yè)化也是當(dāng)前面臨的較大難題[14]。此外，我國(guó)屬于貧油少氣國(guó)家，而天然氣 蒸汽重整制氫技術(shù)和重油部分氧化制氫適合建立在石油、天然氣富集地區(qū)，我國(guó)部分地區(qū)如延安、新疆等采用此法比較可行，但大規(guī)模利用該法制氫不僅使得設(shè)備投資費(fèi)用高，而且不符合我國(guó)具體國(guó)情。然而，我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭資源占能源資源的75%以上，在我國(guó)的化石能源結(jié)構(gòu)中占94%[15]，且大部分煤種屬宜用作氣化原料的煙煤，因此，煤炭在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中的重要地位決定了在我國(guó)以煤為原料進(jìn)行氣化制氫技術(shù)具有巨大的資源優(yōu)勢(shì)[13]。從環(huán)保角度來(lái)講，煤氣化制氫過(guò)程中伴隨著大量二氧化碳?xì)怏w的排放，給環(huán)境帶來(lái)較大壓力。因此，煤氣化制氫技術(shù)與二氧化碳捕獲及封存(CCS)技術(shù)要取得協(xié)同發(fā)展。近年來(lái)，甲醇裂解制氫在我國(guó)南方地區(qū)應(yīng)用較廣，由于其技術(shù)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯，已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一，為加強(qiáng)其制氫效率，降低原材料成本，許多學(xué)者對(duì)于提高其催化劑活性、選擇性以及解吸氣和CO2回收等工藝技術(shù)進(jìn)行了大量研究。

8.2 制氫工藝發(fā)展前景

我國(guó)的資源現(xiàn)狀是“貧油少氣富煤”，因此，國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段主要的制氫形式仍然是煤氣化制氫。但其生產(chǎn)過(guò)程不僅消耗大量化石燃料，而且排放大量溫室氣體。然而，通過(guò)可再生能源作為能量來(lái)源，可以實(shí)現(xiàn)氫氣的環(huán)保、高效、大規(guī)模制備。但目前水電解制氫電力消耗較大，生物質(zhì)制氫技術(shù)還不夠成熟。著眼未來(lái)，制氫技術(shù)的發(fā)展必將以高效、清潔、低成本為目標(biāo)。因此，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，大力發(fā)展利用可再生能源的規(guī)模制氫和分布式制氫才是制氫技術(shù)綠色可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)久之計(jì)。

此外，制氫技術(shù)的投資和建設(shè)也需要理性分析，現(xiàn)今制氫技術(shù)雖實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題還沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性解決。相比于其他能源，如煤炭、石油等，氫能在我國(guó)的整個(gè)能源領(lǐng)域占比相對(duì)較少，其現(xiàn)在發(fā)展和利用的熱點(diǎn)是用作燃料電池。因此，對(duì)于制氫技術(shù)要進(jìn)行合理慎重的投資建設(shè)。