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制氢方法是将存在于天然或合成的化合物中的氢元素，通过化学的过
程转化为氢气的方法。根据氢气的原料不同，氢气的制备方法可以分为非再
生制氢和可再生制氢，前者的原料是化石燃料，后者的原料是水或可再生物
质。制备氢气的方法目前较为成熟，从多种能源来源中都可以制备氢气，每
种技术的成本及环保属性都不相同。主要分为五种技术路线：工业尾气副产
氢、电解水制氢、化工原料制氢、石化资源制氢和新型制氢方法等。

图 2 常用制氢方法
电解水制氢，在由电极、电解质与隔膜组成的电解槽中，在电解质水溶
液中通入电流，水电解后，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。
化石原料制氢，化石原料目前主要指天然气、石油和煤，其他还有页岩
气和可燃冰等。天然气、页岩气和可燃冰的主要成分是甲烷。甲烷水蒸气重
整制氢是目前采用最多的制氢技术。煤气化制氢是以煤在蒸汽条件下气化
产生含氢和一氧化碳的合成气，合成气经变换和分离制得氢。由于石油量少，
现在很少用石油重整制氢。
化合物高温热分解制氢，甲醇裂解制氢、氨分解制氢等都属于含氢化合
物高温热分解制氢含氢化合物由一次能源制得。工业尾气制氢，合成氨生产尾气制氢、石油炼厂回收富氢气体制氢、***
碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。
新型制氢方法，包括生物质制氢、光化学制氢、热化学制氢等技术。生
物质制氢指生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢，在生理代谢过程
中产生分子氢过程的统称。光化学制氢是将太阳辐射能转化为氢的化学自
由能，通称太阳能制氢。热化学制氢指在水系统中，不同温度下，经历一系
列化学反应，将水分解成氢气和氧气，不消耗制氢过沉重添加的元素或化合
物，可与高温核反应堆或太阳能提供的温度水平匹配。
二主流制氢源自于传统能源的化学重整
全球来看，目前主要的制氢原料 96%以上来源于传统能源的化学重整
(48%来自天然气重整、30%来自醇类重整， 18%来自焦炉煤气)，4%左右来源
于电解水。日本盐水电解的产能占所有制氢产能的 63%，此外产能占比较高
的还包括天然气改制(8%)、乙烯制氢(7%)、焦炉煤气制氢(6%)和甲醇改质
(6%)等。

图 3 全球制氢主要来源(左)、日本制氢主要来源(右)
三煤制氢加碳捕捉将成为主流制氢路线
对比几种主要制氢技术的成本，煤气化制氢的成本最低，为美元
每千克，其次是天然气制氢美元/千克，甲醇裂解美元/千克，成
本最高的是水电解，达到美元/千克。相对于石油售价，煤气化和天然
气重整已有利润空间，而电解水制氢成本仍高高在上。

图 4 主要制氢成本对比(美元)
中国煤炭资源丰富且相对廉价，故将来煤制氢很有可能成为中国规模
化制氢的主要途径。但煤制氢工艺过程二氧化碳排放水平高，所以需要引入
二氧化碳捕捉技术(CCS)，以降低碳排放。目前二氧化碳捕捉技术主要应用
于火电和化工生产中，其工艺过程涉及三个步骤：二氧化碳的捕捉和分离，
二氧化碳的输送，以及二氧化碳的封存。四光解水制氢技术看似理想实则困难重重
光解水制氢是一种理想的制氢技术。它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。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。
光解水制氢技术始自 1972 年，由日本东京大学 Fujishima A 和 Honda
K 两位教授首次报告发