目前常規(guī)制氫方法有三種:一是利用煤、天然氣等化石能源制氫;二是由工業(yè)副產(chǎn)物氣體生產(chǎn)氫氣;三是電解水制氫。世界上主要使用天然氣制氫,我國由于煤炭資源豐富,主要采用煤炭制氫的技術(shù)路線。
電解水制氫技術(shù)擁有很好的優(yōu)勢:一是不使用化石燃料,不產(chǎn)生有害氣體;二是產(chǎn)品氣純度高,通常在99.7%以上;三是工藝和設(shè)備簡單;四是自動化水平高,微機(jī)控制,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。但目前我國水電解制氫技術(shù)與國外相比仍存在一定差距,如水電解制氫成本高、電解槽耐久性和可靠性不足、電解槽效率相對較低等。目前,我國電解水制氫僅占1%-3%。然而,隨著電解水制氫技術(shù)的逐漸成熟,單位氫氣的生產(chǎn)成本逐漸降低。我們預(yù)計(jì)電解水制氫將是未來的主流。
雖然煤氣化和天然氣制氫可以盈利,但我國可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫。然而,這兩種制氫方式需要消耗不可再生資源,不可持續(xù)。而且這兩種方法的碳排放量都很高,煤氣化制氫過程中二氧化碳排放量高達(dá)193kg/GJ,天然氣制氫過程中二氧化碳排放量高達(dá)69?kg/GJ,不利于環(huán)境保護(hù)。然而,電解水制氫的二氧化碳排放量不超過30千克/GJ,環(huán)境污染低,可持續(xù)。
可以說,電解水制氫屬于一種清潔、可持續(xù)的制氫方式,是未來制氫的重要方向。
目前電解水制氫的成本主要來自固定資產(chǎn)投資、電力成本和固定生產(chǎn)經(jīng)營成本,其中電價(jià)占總成本的77%,電價(jià)高是電解水成本高的主要原因。為了推動電解水制氫的發(fā)展,就需要降低電的價(jià)格。此外,還需要提高電解水制氫的效率,降低大規(guī)模制氫的成本。有效利用包括水力、潮汐能、太陽能、風(fēng)能等可再生能源。而我國水電資源豐富,水電站年發(fā)電量近3000億千瓦時(shí)。然而,水力發(fā)電需要富水裝置和調(diào)峰,會產(chǎn)生大量的廢棄水能,造成極大的浪費(fèi)。中國可利用的風(fēng)能巨大,相當(dāng)于2/3的水資源。