作为世界第一的温室气体排放大国，中国要实现碳达峰、碳中和的目标，氢能是替代化石能源实现碳中和的重要选择，也是我国能源转型的关键补充。
从技术角度来说，氢是热值很高的燃料。每千克的氢燃烧时所释放的热量约为140兆焦耳，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，煤炭的4.5倍，超过任何一种有机燃料。目前相关技术已经趋于成熟。
从能源安全考虑，中国是能源消耗大国，由于富煤贫油少汽，中国70%以上的石油和40%以上的天然气都依赖于进口，中国的能源供给体系中呈现的都是“一煤独大”，煤炭消费占比高达60%。氢能可以成为我国能源转型的关键补充。
从环境效益来看，氢能是世界上最干净的清洁能源，本身无毒，燃烧产物是水和少量的氮氧化合物，避免了燃烧化石燃料带来的环境污染物的产生。所以作为最具潜质的二次能源，氢能被认为是一个取代石油等化石燃料最有前景的替代品之一。氢能在中国能源转型中扮演着十分重要的角色。
目前，在我国氢能供给体系中，技术成熟的化石能源制氢是占主流的，据统计，截至2021年我国氢气产量达到3300万吨，化石能源制氢占比80%。
化石能源制氢包括了煤制氢和天然气制氢，其中煤制氢应用历史最悠久、技术也是最成熟的，可大规模稳定制备氢气。全球80%以上的煤气化工厂在中国，庞大的产量，相对低廉的成本，所以煤制氢气是当前成本最低的制氢方式。煤制氢最大优势就在于成本。根据不同煤种折算，规模化制氢成本可控制在每立方米0.8元左右，有的项目甚至低至0.4-0.5元/立方米。但由煤炭制氢会消耗大量不可再生的化石燃料资源，所制氢为灰氢。
天然气制氢最为常用，是全球制氢的主流方式，其制氢量约占世界产氢量的50%。天然气制氢生产过程中需要将原料气的硫含量降至1ppm以下，以防止重整催化剂的中毒，而中国天然气资源供给有限（40%的天然气主要依赖进口）且含硫量较高，预处理工艺复杂，导致国内天然气制氢的经济性远低于国外。
氢能在全球的应用
电解水制氢
电解水制氢技术是目前最广泛使用的把可再生能源转化为氢气的技术。水电解制得氢气纯度高，操作简单。
但电解水制氢需要消耗巨大的电能，目前电解水制氢价格昂贵，是化石能源制氢的两倍多。理想状态下，制取1kg氢大约需要消耗33kW·h电，实际的耗电量甚至更大。常压下电解制氢的能量效率一般在70%左右。为了提高制氢效率，水的电解通常在3.0-5.0MPa的压力下进行。水电解制氢的效率达到75%-85%时，生产1m3 氢气的耗电量为4-5kW·h。例如电解水制氢虽然可以实现无污染无排放，但如果电力来自于煤电，则需要将燃煤发电环节的污染和排放算在内 。
甲醇制氢装置规模灵活，但稳定性、可靠性差。甲醇作为一种液体储氢材料由于具有含氢最高、副产物少、容易储存和运输、活化温度低以及来源广泛等诸多优势而被认为是前景广阔的制氢原料之一。
目前，催化甲醇重整制氢的方式主要包括甲醇水蒸气重整制氢、甲醇部分氧化催化重整制氢和甲醇自热重整制氢三种。其中甲醇水蒸气重整制氢体系的研究最为广泛且深入，同时也被认为是最有希望被车辆制造商用作燃料电池的反应体系。
然而，甲醇水蒸气重整反应制氢通常需要较高的反应温度（250°Ｃ及以上）。甲醇制氢过程中会产生一氧化碳CO，对燃料电池催化剂造成毒害，因此甲醇制氢还需要搭配氢气纯化设备，这也导致了成本上升和应用范围的受限。
能源界新秀：甲酸制氢
甲酸常温下是一种无色、无毒的透明液体，具有较高的体积含氢量（53g/L）、便于储存和运输、不易燃烧、不易爆等优点，相比氢气存储，甲酸更容易存储。因此被认为是－种具有广阔运用前景和发展价值的储氢材料之一。
一、原料来源广泛、成本低，可降低用氢成本
甲酸的来源非常广泛，目前工业上生产甲酸的方法主要为甲酸甲酯法，按照目前的甲酸市场价在1500元/吨左右，甲酸制氢的成本在理想ˉ情况下可低至 34 元/公斤（3元/ Nm3 ）。
二、甲酸制氢条件温和，适合特殊场景
与甲醇等烃类重整以及水煤气变换反应相比，甲酸是唯一一种可以在常温常压下即可分解产出氢气的氢载体。分解甲酸制氢气，该反应过程在催化剂存在的条件下是一个自发的反应，HCOOH → H2+CO2 。常温常压下，通过催化剂催化甲酸能够分解成H2和CO2，极为适合军事等特殊的应用场景。
三、CO含量低，提纯成本低
甲醇等制氢过程中，不可避免地产生CO等杂质，会造成燃料电池和催化剂地中毒，所以使用中还需要搭配氢气纯化设备，这也导致了成本上升。甲酸通过合适的催化剂，可以实现常温下高效制氢，避免了甲酸在分解过程中脱水生成CO和Ｈ2O。
四、存储和运输成本低
甲酸常温下为液体，且具有无毒、不易燃烧、不易爆等优点，相较于高压氢气而言，可实现安全高效经济便捷储运。
在甲酸制氢的循环利用重整制氢过程中分离回收的二氧化碳，再结合当地可再生能源制氢生产甲酸，从而实现绿色氢能循环经济。也可利用钢厂熔渣废弃余热回收制备甲酸，电化学电解二氧化碳等极低成本的绿色甲酸。
来源：固洛普能源科技
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