氫能是一種二次能源，因為氫在自然界中只以化合物的形式存在，所以需要通過特定的生產(chǎn)過程才能獲取利用。氫能來源多樣，不僅可以通過煤炭、石油、天然氣等化石能源重整、生物質(zhì)熱裂解，或微生物發(fā)酵等途徑制取，還可以來自焦化、氯堿、鋼鐵、冶金等工業(yè)副產(chǎn)氣，也可以利用電解水制取。若與可再生能源發(fā)電結(jié)合，不僅實現(xiàn)全生命周期綠色清潔，更拓展了可再生能源的利用方式。

氫的制取來源及主要工藝 ▼

      目前已有多種制氫技術(shù)，以如下三種技術(shù)路線為主導(dǎo)：一是以煤和天然氣為主的化石能源重整制氫；二是以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為主的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，三是電解水制氫。

煤制氫工藝成熟，成本低廉但下降空間小

      煤是我國制氫的主要原料，雖然煤焦化副產(chǎn)的焦爐氣也用于制氫，但煤氣化制氫目前在國內(nèi)氫氣生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。煤氣化制氫是先將煤炭與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng),進而與水反應(yīng),得到以氫氣和CO為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)品，然后經(jīng)過脫硫凈化，CO繼續(xù)與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng)生成更多的氫氣，最后經(jīng)分離、提純等過程而獲得一定純度的產(chǎn)品氫。煤氣化制氫技術(shù)的工藝過程一般包括煤氣化、煤氣凈化、CO變換以及氫氣提純等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

煤氣化制氫工藝流程簡圖 ▼

      煤制氫歷史悠久、技術(shù)成熟，是制備合成氨、甲醇、液體燃料、天然氣等多種產(chǎn)品的原料，廣泛應(yīng)用于煤化工、石化、鋼鐵等領(lǐng)域。幾十年來，化工和化肥行業(yè)一直在使用這項技術(shù)生產(chǎn)氨 （尤其在中國）。全球約有130座煤炭氣化廠在營，其中80%以上在中國。

煤礦航拍 ▼

      煤制氫技術(shù)路線成熟高效，可大規(guī)模穩(wěn)定制備，是當前成本最低的制氫方式。據(jù)IEA數(shù)據(jù)，煤氣化制氫的成本中，資本支出約占50%，燃料需求占15%-20%，因此，煤的可用性和成本對煤制氫項目的可行性起著重要的決定作用。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟測算，以技術(shù)成熟成本較低煤氣化技術(shù)為例，每小時產(chǎn)能為54萬方合成氣的裝置，在原料煤（6000大卡，含碳量80%以上）價格600元/噸的情況下，制取氫氣成本約為8.85元/公斤。

煤制氫是國內(nèi)目前成本最低的技術(shù)路線 ▼

      煤制氫工藝二氧化碳排放量約是天然氣制氫的4倍，需結(jié)合碳捕集與封存(CCS)技術(shù)實現(xiàn)減排。據(jù)IEA數(shù)據(jù)，在煤制氫生產(chǎn)中加入CCS預(yù)計將使資本支出和燃料成本分別增加5%和130%，中國氫能聯(lián)盟計算在前述基礎(chǔ)上增加CCS后煤制氫成本約增加至15.85元/公斤。
             中國作為煤炭大國，煤炭資源豐富易得，并且已建立了大量煤炭開采基礎(chǔ)設(shè)施。由于國內(nèi)缺乏廉價的天然氣源，配備CCS的煤制氫工藝很可能至少在中期是清潔制氫中最便宜的選擇。