【氢燃料之谜】原来生产个氢燃料这么难

  说到以氢燃料电池供电的FCV(燃料电池汽车)已经不是一个新鲜概念了。 氢燃料的高效能有目共睹，其发电效率通常能达到32%至70%，所提供的续航能力远超锂电池。但氢燃料生产难度高，供氢系统成本高等，都是掣肘氢燃料电池发展的主要因素。 工业制氢包括很多种方法，但都存在着各自的优势和局限性。

化石燃料制氢是传统的制氢方法，也是制氢的老工艺，但仍然离不开对化石燃料的依赖，并且会排出二氧化碳等温室气体，导致燃料电池环保价值降低。一般用于制氢的化石燃料是天然气。天然气制氢的过程是：在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。转化气经过沸锅换热、进人变换炉使C0变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有3种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA）升压吸附N2、CO、CH4、CO2，提取产品氢气。

简单来说，天然气和水蒸气发生化学反应会生成氢气，然后通过吸附的方式提取出生成物中的氢气。

炼焦行业的副产物中有焦炉气，焦炉其中含有氢气，还是可以通过吸附的方式，将焦炉气中的氢气选择出来。

甲醇裂解制氢的工艺过程是甲醇和除盐水按一定的配比混合,加热至270℃左右的混合物蒸汽，在催化剂(Cu-Zn-Al)或者(Cu-Zn-Cr)的作用下,发生催化裂解和转化反应。

甲醇在催化剂和加热的环境下可以裂解产生氢气。

氢气还能够通过传统的电解水法获得，这是一个非常常见的反应，但是缺点也非常明显，这种方法由于能耗过高，除已建成装置外，已少有新建装置。

从我国目前燃料电池车用氢气的实践看，焦炉气制氢同样是首选。但焦炉气制氢严重收到焦炉气资源的限制。在未来能源结构调整中，焦炉气产量下降，氢气需求猛增，届时焦炉气制氢将难以继续使用。因此，目前工业制氢尚无最佳方案，仍然有待研发。

如：气氢拖车是未来一段时间内的主要运输方式。以200Km运输距离和每天10吨的运输规模来看，成本可达到2.02元/Kg；（目前的氢站数量以及FCV车的市场保有量无法达到这个成本）这种运输方式大部分成本来自于压缩/液化设备、存储设备的投资，对于氢气的短途运输，是一个非常不错的选择。

液氢罐车是未来的重要方向，运输能力是气氢拖车的10倍以上，成本随规模上升而下降。

分别对加氢站数量为1个、4个、8个、16个共四种情况计算氢气运输成本。假设加氢站距离氢源点的距离一定，经过试验模拟可知，氢气的运输成本随着每个加氢站规模的增加而迅速减少，但三条曲线基本重叠，说明加氢站数量的增加并不减少氢气运输成本，其原因是增加加氢站需要另外铺设氢气管道，其昂贵的投资使氢气运输成本基本维持不变。根据结果可知，当加氢站规模达到1500Kg/d时，氢气的运输成本大约为6元/Kg。

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