1.3  生物原料制氫

甲醇裂解制氫的工藝過程是甲醇和除鹽水按一定的配比混合,加熱至270℃左右的混合物蒸汽，在催化劑(Cu-Zn-Al)或者(Cu-Zn-Cr)的作用下,發(fā)生催化裂解和轉(zhuǎn)化反應。

1.4  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。

2. 各方法優(yōu)缺點各異，滿足不同需求

有上述各方法可知，在工業(yè)上目前已經(jīng)有多種制氫的途徑。但是，目前看來，這些方法都存在著各自的優(yōu)勢和局限性。

天然氣制氫和焦爐氣制氫均適用于大規(guī)模制氫，但也均受限于原料的供應，并且具有污染性。在環(huán)保方面，焦爐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，甲醇裂解制氫具有投資低、建成快、無污染等特點，并且甲醇作為原料可以更為靈活，但甲醇裂解制氫難以進行大規(guī)模的制氫。

考慮到燃料電池一旦成為未來能源的主力，對氫產(chǎn)能的要求會與日俱增。因此，天然氣和焦爐氣制氫難以擺脫對化石原料的依賴，而甲醇制氫的規(guī)模很可能難以應付增長的需求。

從經(jīng)濟性上看，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，焦爐氣制氫和天然氣制氫成本更低。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。而焦爐氣是焦化企業(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，因此焦爐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，因此制氫成本將超過1.37元/km3。由于甲醇價格波動高，其經(jīng)濟性較天然氣制氫沒有絕對優(yōu)勢。就目前各種原料的價格來看，焦爐氣制氫的經(jīng)濟性較為顯著。

綜合目前工業(yè)制氫方式的優(yōu)劣勢及成本考慮，如果用氫裝置附近有豐富的焦爐氣資源，焦爐氣制氫技術(shù)是首選的工藝技術(shù)方案。考慮到制氫規(guī)模的要求，天然氣制氫技術(shù)在能夠取得天然氣資源的情況下也是優(yōu)選的方案。甲醇裂解制氫的成本波動性大，制氫規(guī)模小，但裝置成本低，因此適用于間斷性、補充性的氫氣制造。

從我國目前燃料電池車用氫氣的實踐看，焦爐氣制氫同樣是首選。同濟大學等承擔的“863”電動汽車重大專項燃料電池轎車項目中采用的燃料氫氣全部由焦爐氣純化而成。

但焦爐氣制氫嚴重收到焦爐氣資源的限制。在未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中，焦爐氣產(chǎn)量下降，氫氣需求猛增，屆時焦爐氣制氫將難以繼續(xù)使用。因此，目前工業(yè)制氫尚無最佳方案，仍然有待研發(fā)。

3、總結(jié)

綜合目前情況來看，制氫方式中成本較低，相對成熟的技術(shù)是煤焦爐制氫。但是隨著技術(shù)推進，新能源發(fā)電的進一步推廣，電解水制氫將是未來成本更低的技術(shù)。

燃料電池系列科普報告----儲運

我國燃料電池基礎(chǔ)設施建設進入加速期，為燃料電池汽車商業(yè)化做好充分準備。加氫基礎(chǔ)設施是燃料電池發(fā)展的重要保障，氫氣的低成本輸運也是需要重點攻克的難題，適合燃料電池汽車的高純度氫氣來源也是重要問題。

此前的系列科普中，已經(jīng)介紹了氫氣的制取。在本文中，將會為大家介紹氫氣制成后的儲運問題，其中包括管道運輸與專用車輛運輸兩個部分，并介紹我國加氫站的發(fā)展狀況。

思考的問題：

1、氫氣制成后，主要的儲運方式有哪些？

2、各方法發(fā)展現(xiàn)狀與成本如何？

3、不同的方法是否與加氫站的多少有關(guān)？加氫站的建設情況如何？

重要結(jié)論

氫氣儲運的關(guān)鍵問題在于安全性及成本問題。目前來看，管道運輸與特殊車輛運輸是性價比較高的兩種儲運方式。從實際應用上看，長距離運輸更適宜使用管道運輸，而特殊車輛運輸，如魚雷車等，更加適合于短距離氫氣的運輸。但不論哪種運輸方式，其成本與發(fā)展都與加氫站的建設有很大的關(guān)系，我國正努力加快加氫站的建設。

1、氫氣的主要儲存及運輸方式

氫氣運輸一直是阻擋氫燃料運用的一個重大障礙。由于氫氣極小的密度以及易燃易爆的特性，現(xiàn)場生產(chǎn)就地使用是最佳的方式。但由于低成本、小規(guī)模、靈活分部的制氫方式尚未實現(xiàn)，作為汽車燃料的氫氣需要進行貯運。氫的貯運方式主要有氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運和金屬氫化物貯運。其中前三者是傳統(tǒng)的儲氫方法，各具有其優(yōu)缺點。目前加氫站普遍采用的是利用長管拖車貯運高壓氣態(tài)氫氣。

不同的儲運方式，運輸成本與成本又有所不同。如氣氫拖車是未來一段時間內(nèi)的主要運輸方式。以200Km運輸距離和每天10噸的運輸規(guī)模來看，成本可達到2.02元/Kg；管道運輸運營成本低，運輸規(guī)模龐大，但投資成本高，且只能點對點，難以成為主流；液氫罐車是未來的重要方向，運輸能力是氣氫拖車的10倍以上，成本隨規(guī)模上升而下降。