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点击蓝字，关注我们进群｜“氢能交流群” “碳中和交流群” “天然气交流群” “能源交流群”请加微信17310056319，申请请备注进群。一．氢能背景和意义回顾人类所消耗的能源形式，远古时代的钻木取火、农耕时代开始使用的煤炭、工业时代大规模应用的石油与天然气，人们不断的开发和利用新型清洁能源，相对于太阳能、风能和水能通常会受到地理位置和季节的限制，而核能一旦泄露也会带来严重的环境问题，氢能由于自身的高燃烧热值、可持续性、储量丰富、零污染等优点进入人们的视野，发展氢能源能够实现真正的绿色、清洁、可持续发展。当前，我国碳达峰、碳中和发展目标的提出，将进一步提速减碳的过程。氢气作为零碳的能源载体，正在得到越来越多的关注：2050年世界上20%的CO2减排可以通过氢能替代完成，氢能消费将占世界能源市场的18%。2021年国家重点研发计划启动实施“氢能技术”重点专项，目标是以能源革命、交通强国等重大需求为牵引，到2025年实现我国氢能技术研发水平进入国际先进行列，关键产业链技术自主可控，描绘出我国氢能产业发展技术路径的目标愿景。“氢能技术”重点专项指南中，拟围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便携改质与高效动力系统及“氢进万家”综合示范4个技术方向，启动“光伏/风电等波动性电源电解制氢材料和过程基础”等19个指南任务。二．上游制氢技术路线虽然氢是地球上最多的元素，但自然状态下的游离态氢却较为匮乏，因此需要一定的制氢技术将氢气从含氢原料中大规模制备出来，以满足日益增长的氢气需求。目前主要的制氢技术路线有以下几种：1.化石能源重整制氢目前中国最常见的制氢方法是以煤炭、天然气为主的石化燃料化学重整技术。煤制氢主要分为煤焦化和煤气化两种方式。煤的气化技术制取氢气是我国当前制取氢气最主要的方法之一，煤气化制氢是将煤与气化剂在一定的温度、压力等条件下发生化学反应而气化为以氢气和CO为主要成分的气态产品，然后经过CO变换和分离、提纯等处理而获得一定纯度的产品氢，该技术成熟高效，成本较低；天然气制氢技术主要有:蒸汽转化法、部分氧化法、催化裂解法、甲烷自热催化重整法等，其中以蒸汽转化制氢较为成熟，其他国家也有广泛应用。但化石能源重整制氢技术消耗储量有限的化石燃料不能摆脱对传统能源的依赖，也会对环境造成污染。煤气化制氢技术路线图2.电解水制氢电解水制氢技术主要有碱性水电解槽（ALK）、质子交换膜水电解槽（PEM）和固体氧化物水电解槽（SOEC）。目前为止，工业上大规模的电解水制氢基本上都是采用碱性水电解槽制氢技术，但其电能消耗较大，制氢成本高。质子交换膜水电解槽（PEM）：不需要液态电解液，这很大程度上简化了设计过程。电解液为酸性聚合膜。该技术的主要缺点是隔膜使用期有限。与碱性电解法不同的是，薄膜电解是由于没有电解液（由于更高的密度和更高的运行压力，需要更严谨的设计），安全性更强。由于相对成本高、容量小、效率低和使用期短，薄膜电解法目前不像碱性电解法一样成熟可用，还需要进一步改进原料和电池堆设计来改善性能。固体氧化物水电解槽（SOEC）：高温电解法基于高温燃料电池技术，是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆向应用。一种典型的技术是固体氧化物电解池。固体电解质高温水蒸气电解槽的操作温度约1000℃，它由多孔的阳极、阴极、固体电解质和连接材料等组成。固体电解质通常由氧化钇掺杂的氧化锆陶瓷
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