获取氢气的主要步骤
来源：未知
发布日期：2024-05-11 17:17【大 中 小】
氢能利用要讲究转化效率和经济效益 氢能不是一次能源，它像电能一样属于二次能源，要由一次能源转化而来。这一转化过程是 需要消耗能量的，而且同时必然有一部分能量要变为“废能”，所以必须讲究能量转换效率。能 量转换是要花钱的，所以还必须讲究经济效率。 从电网上取电通过电解水制氢的能量转换效率较高，约达 85%。将氢在燃料电池中发电，能 量转换效率约 50%，电—氢—电的能量转换总效率稍大于 40%。于是有人就说氢能燃料电池电动 车的能量转换效率“很高”。殊不知，他们有意无意地不谈如下的一系列“折扣”：燃料电池自身 消耗的电能、氢气从电解池的低压状态压缩到输送的高压状态消耗的能量、输送高压氢气到加氢 站所消耗的能量、加氢站给车上储氢罐充氢所消耗的能量等等。如此七折八扣，电解水制氢所耗 的一度电送到车上电动机，粗略算来只剩不到 0.3 度。
如果从电网上取电一度，经充电器的 AC-DC 变换和车上电池的充电—放电，两环节的能量 转换效率都在 95%左右，送到电动车上电动机的电能将近 0.9 度。近三倍的能量转换效率差别一 目了然，意味着节能减排效果相差悬殊。能量转换效率既然不高，经济效率也不会乐观。可见， 从发展电动车节能减排的初心考虑，“由电网上取电—电解水制氢—氢能燃料电池”的路线是不 可取的。 高温气冷堆也被说成可用以制氢。其实，用高昂的进口氦气作为工质的高温气冷堆发电，经 济性本来就在推敲之中，现在却要将千度的高温热能取出来分解水制氢而不用去发电，要么是没 事找事，要么就是为建高温气冷堆拼凑理由。 我国输氢远不及输电合理 有些人提出，可用“三北”地区的“弃风”“弃光”的电来电解水制氢，而且还举出德国用 风能发电、电解水制氢的例子，证明这条路线可行。
但是，第一，我国“三北”地区的弃风、弃光电解出的氢，在“三北”地区是消耗不了的， 必须远距离输送到燃料电池电动车盛行的地区，耗能自不在话下，而高压纯氢对管道钢的氢脆更 是一个难关。第二，我们还要看到，我国“三北”地区的“弃风”“弃光”是不正常、短期的现 象，一旦造成这种现象的人为和技术原因消除了，也就无“弃风”“弃光”可用了，因为输电相 比于输氢，无论是设备的建设还是运行，都要合理得多。第三，德国为了减少对进口天然气的依 赖，用可再生能源发电、电解水制氢，将氢气掺入天然气中作燃料，浓度不超过 10%，不存在高 压纯氢对管道钢的氢脆问题。而且，德国国土东西宽不过 500 公里、南北长 700 余公里，天然气 管道密布，没有我国“三北”地区与燃料电池可能盛行地区间的长距离输送问题。在德国合理可 行，不等于在我国亦然。 利用副产氢难度不小 还有人提出，我们可将副产氢用于燃料电池。对此，原则上我完全赞成，但账到底怎么算要 商榷，因为不是所有副产氢都可用于燃料电池。今年 7 月 1 日起开始实施的国家标准 GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》，规定了质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气 的杂质含量要求，其中最重要的是一氧化碳体积分数应不大于 0.2×10-6。 以焦炉炼焦行业为例，要将焦炉煤气中的几项重要杂质降到 GB/T37244-2018 的指标，尤其 是 5%～8%的一氧化碳降低到千万分之二，不仅要解决一系列技术难题，还要消耗大量的能量。 最现实的是氯碱工业的副产氢。据说，2017 年全国放空的氯碱工业的副产氢为 25 万吨。此 气不含一氧化碳，改放空为利用，适合于燃料电池。此外，丙烷脱氢、乙烷裂解等工业也有数量 相当的副产氢。如果输送距离不远，在燃料电池电动车的演示阶段，这些副产氢绰绰有余。遗憾 的是，这些副产氢的数量，远不足以担当未来“终极能源”的重任。
