我國氫燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入加速期，為氫燃料電池汽車做好充分準(zhǔn)備，但氫氣的制備是目前需要攻克的難題。工業(yè)制氫氣包括很多種方法，都存在著各自的優(yōu)勢和局限性，本文將主要介紹工業(yè)上制取氫氣的方法。

目前，工業(yè)上制氫氣主要有幾種方法：一是采用化石燃料制取氫氣；二是從化工副產(chǎn)物中提取氫氣；三是采用生物的甲醇甲烷制取氫氣，四是利用太陽能、風(fēng)能等自然能量進(jìn)行水的電解。

1、化石燃料制氫

化石燃料制氫是傳統(tǒng)的制氫方法，也是制氫的老工藝，但仍然離不開對化石燃料的依賴，并且會排出二氧化碳等溫室氣體，一般用于制氫的化石燃料是天然氣。天然氣制氫的過程是：在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下，天然氣中烷烴和水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過沸鍋換熱、進(jìn)人變換爐使C0變換成H2和CO2。再經(jīng)過換熱、冷凝、汽水分離,通過程序控制將氣體依序通過裝有3種特定吸附劑的吸附塔，由變壓吸附（PSA）升壓吸附N2、CO、CH4、CO2，提取產(chǎn)品氫氣。

2、工業(yè)副產(chǎn)物制氫

焦?fàn)t氣制氫技術(shù)是采用變壓吸附的工藝，從煉焦行業(yè)副產(chǎn)的焦?fàn)t氣中提取純氫。其基本原理是利用固體吸附劑對氣體的吸附具有選擇性，以及氣體在吸附劑上的吸附量隨其分壓的降低而減少的特性，實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離和吸附劑的再生，達(dá)到提純制氫的目的。

3、甲醇重整制氫

甲醇水蒸汽重整是國外２０世紀(jì)８０年代興起的一種制氫技術(shù)，加拿大、英國、澳大利亞等國家在這方面進(jìn)行了大量研究。該制氫工藝非常成熟，是國內(nèi)小型化移動甲醇制氫的先驅(qū)企業(yè)，并已經(jīng)將該技術(shù)與燃料電池發(fā)電技術(shù)高度集成，成功應(yīng)用在新能源汽車、通訊基站等領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常好。

4、電解水制氫

氫氣還能夠通過傳統(tǒng)的電解水法獲得，但這種方法由于能耗過高，除已建成裝置外，已少有新建裝置。

各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)

工業(yè)上已經(jīng)有多種制氫氣的途徑。但是，這些方法都存在著各自的優(yōu)勢和局限性。

天然氣制氫和焦?fàn)t氣制氫均適用于大規(guī)模制氫，但也均受限于原料的供應(yīng)，并且具有污染性。在環(huán)保方面，焦?fàn)t氣制氫利用的雖然是煉焦的副產(chǎn)物，但無法去除其中的污染物，而天然氣制氫依然需要化石燃料作為原料。相比之下，甲醇重整制氫具有投資低、建成快、無污染等特點(diǎn)，并且甲醇作為原料可以更為靈活，但甲醇重整制氫難以進(jìn)行大規(guī)模的制氫。

從經(jīng)濟(jì)性上看，制氫的成本很大程度上取決于原料的成本，隨原料價格的波動非常明顯。就目前的原料價格水平看，焦?fàn)t氣制氫和天然氣制氫成本更低，但是如應(yīng)用在燃料電池上，還需要額外投入加氫站、氫罐、運(yùn)輸?shù)瘸杀?。而甲醇重整制氫可以直接與燃料電池組合，無需高價建造加氫站與氫罐。

非民用天然氣價格目前正在逐步市場化，2015年11月18日，國家發(fā)改委宣布降低非居民用天然氣門站價格，每立方米下調(diào)0.7元。目前非民用天然氣價格大約在2.7至3.0元/m3，制氫成本大約在1.5-1.7元/km3。而焦?fàn)t氣是焦化企業(yè)煉焦過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，原先都是在作為燃料燃燒后高空排放，現(xiàn)在用于化工原料時價格一般均低于0.4元/m3，因此焦?fàn)t氣制氫成本可以低于1.39元/km3，較天然氣制氫成本更低。2016年6月，甲醇的平均價格為1860元/t，因此制氫成本為1.37元/km3。就目前各種原料的價格來看，甲醇重整制氫的經(jīng)濟(jì)性較為顯著。

綜合目前工業(yè)制氫氣方式的優(yōu)劣勢及成本考慮，甲醇重整制氫具有以下３個優(yōu)點(diǎn)：

（１）制氫原料來源廣泛且價格低廉，甲醇作為一種常見的化工原料，既可從化石資源中制得，又可從生物質(zhì)（一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機(jī)物質(zhì)）中制得；

（２）氫元素利用率高，甲醇分子式為ＣＨ３ＯＨ，含氫量高，能量密度高，氫氣的產(chǎn)率高；

（３）制氫裝置簡單，甲醇便于儲存和運(yùn)輸，可以做成組裝式或可移動式的甲醇制氫裝置。