制氢技术
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2023年3月19日发(作者：争创一流)各制氢⽅法及优缺点汇总
⽬前，制氢的⽅法主要有化⽯燃料制氢（煤⽓化、天然⽓制氢等），⽔电解制氢，⼯业副产制氢，新型制氢⽅法（⽣物
质、光解⽔、热化学裂解⽔制氢），本⽂将简要介绍各⽅法及其优缺点。
化⽯燃料制氢
煤⽓化制氢
煤⽓化制氢是先将煤炭⽓化得到以H2和CO为主要成分的⽓态产品，然后经过CO变换和分离、提纯等处理⽽获得⼀定
纯度的产品氢。
煤⽓化制氢技术⼯艺流程框图
优缺点：煤⽓化制氢具有成本低，来源⼴泛，适合⼤规模制取等优点，在我国有良好的应⽤基础。但其存在污染严重等
环保问题，需要在现有基础上全⾯提⾼技术⽔平，才能顺应可持续发展的战略需求。⽬前该项技术已在中国⽯化下属⾦
陵⽯化、齐鲁⽯化、南化公司成功应⽤。
天然⽓制氢
天然⽓制氢是氢⽓的主要来源。全球每年约7000万吨氢⽓产量，约48%来⾃于天然⽓制氢，欧美⼤多数国家以天然⽓制
氢为主。天然⽓制氢技术包括蒸汽重整技术、部分氧化、⾃热重整、CH4/CO2重整以及催化裂解等。
优缺点：天然⽓制氢具有产氢量⼤，技术成熟等优点，是当前氢的主要来源途径。但其制氢反应运⾏过程造成的系统能
耗和温室⽓体释放量较⼤，因此需要从改善反应条件，减少反应过程能耗损失等⽅⾯着⼿提⾼系统的整体环保效应。
甲醇⽔蒸⽓重整制氢
甲醇与⽔蒸⽓在⼀定的温度、压⼒条件下通过催化剂，在催化剂的作⽤下,发⽣甲醇裂解反应和⼀氧化碳的变换反应，
⽣成氢和⼆氧化碳，重整反应⽣成的H2和CO2，再经过变压吸附法（PSA）将H2和CO2分离，得到⾼纯氢⽓。
甲醇⽔蒸汽重整制氢技术⼯艺流程框图
优缺点：甲醇重整制氢成本低，制备过程⼯艺流程简单，整个制备过程操作条件温和且⽅便灵活，但其碳排放问题同样
严重。
电解⽔制氢
⽔电解制氢是在充满电解液的电解槽中通⼊直流电，⽔分⼦在电极上发⽣电化学反应，分解成氢⽓和氧⽓。利⽤电⽹的
电能进⾏电解⽔制氢能耗⾼且温室⽓体排放量⼤。可再⽣能源具有清洁环保的特点，因此，可以将可再⽣能源发电系统
产⽣的电能⽤于电解⽔制氢，优化传统电解⽔制氢的能源利⽤结构，使电解⽔制氢更加节能环保。
优缺点：可再⽣能源发电制氢能耗低，整个制备过程中温室⽓体释放少，得氢⽓纯度⾼、杂质含量少。但这种制备⽅法
技术发展不太成熟，且成本较⾼，很难进⾏⼤型化的⽣产，因此使⽤这种⽅法制备氢⽓受到了⼀定程度的限制。新奥股
份已顺利实施张家⼝氢能利⽤项⽬，该项⽬是国内最⼤的电解⽔制氢项⽬；已建设完成718所特⽓⼀期项⽬，并成功签
约⼆期项⽬建设。
⼯业副产制氢
⼯业副产氢是从产品⽣产过程的副产物中提纯氢⽓的技术。包括焦炉煤⽓，氯碱尾⽓，⽯油裂解等。
优缺点：该技术成本低廉、不会产⽣额外碳排放且分布⼴泛，将这⼀类氢⽓作为燃料电池的氢源，有利于解决燃料氢⽓
的成本和⼤规模储运问题。但受技术的限制，所制取的氢⽓纯度较低。中泰股份公司为深冷装备龙头，掌握氢⽓提纯核
⼼技术，具备制氢技术以及业绩，可以提供⾼纯度的氢原料。
新型制氢法
光解⽔制氢
光解⽔制氢的原理是直接利⽤太阳能，在光催化剂的协助下，将⽔分解产⽣氢⽓。
优缺点：这种⽅法直接利⽤⼀次能源，没有能源转换所产⽣的浪费，理论上简单⾼效。然⽽，这种制氢⽅法仍处于初期
研发时期，技术⽬前难点是催化剂研制，存在制氢效率低（不到4%）等问题。
光解⽔制氢⽰意图
热化学裂解⽔制氢
热化学裂解⽔制氢即通过若⼲个化学反应，将⽔的分解分成⼏个中间反应进⾏，组成⼀个循环，这样不仅降低了反应温
度，⽽且可以避免氢⽓和氧⽓同时产⽣。
优缺点：该制氢⽅法温室⽓体排放量较少，但⽬前建设成本较⾼，技术不够成熟，需要进⼀步完善。中核集团与清华⼤
学、宝武集团等国内主要相关单位，已经联合开展了核能制氢与氢能冶⾦结合的前期合作。
⽣物质制氢
⽣物质⽓化制氢就是将⽣物质原料如薪柴、锯末、麦秸、稻草等压制成型，在汽化炉或裂解炉中进⾏汽化或裂解反应，
制得含氢的燃料⽓。
⽣物质制氢流程图
优缺点：⽣物质⽓化制氢具有能耗低，温室⽓体释放少，原料获取⽅便等优点，理论上能有较⼤的产氢能⼒。但其原料
构成复杂，初产物杂质多，提纯⼯艺困难，且占地⾯积较⼤，不适合⼤规模制取。
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