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(yīng)。

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?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(jìn)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?fàn)t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(yīng)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?fàn)t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?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?fàn)t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?fàn)t氣資源，焦?fàn)t氣制氫技術(shù)是首選的工藝技術(shù)方案?？紤]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?fàn)t氣制氫同樣是首選。同濟大學(xué)等承擔(dān)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?fàn)t氣純化而成。

但焦?fàn)t氣制氫嚴(yán)重收到焦?fàn)t氣資源的限制。在未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中，焦?fàn)t氣產(chǎn)量下降，氫氣需求猛增，屆時焦?fàn)t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?fàn)t制氫。但是隨著技術(shù)推進(jìn)，新能源發(fā)電的進(jìn)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(shè)施建設(shè)進(jìn)入加速期，為燃料電池汽車商業(yè)化做好充分準(zhǔn)備。加氫基礎(chǔ)設(shè)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?fàn)顩r。

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(shè)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(yīng)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(shè)有很大的關(guān)系，我國正努力加快加氫站的建設(shè)。

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(jìn)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(dá)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。