1. 氫氣簡(jiǎn)介

氫是*的zui潔凈的燃料，也是重要的化工合成原料。但氫氣不是一次能源，它是要從一次能源通過轉(zhuǎn)換生產(chǎn)出來的能量載體。它又是一種氣體燃料，在輸送分配方面相對(duì)地存在著一定困難。中國(guó)又是一個(gè)以煤為主要一次能源的國(guó)家，所以，就要應(yīng)用“環(huán)境、能效、經(jīng)濟(jì)”的生命周期研究方法，結(jié)合國(guó)情和地區(qū)的實(shí)際，用系統(tǒng)工程的眼光來全面地評(píng)估中國(guó)氫的生產(chǎn)和應(yīng)用；要結(jié)合地區(qū)的實(shí)際，選擇*的技術(shù)，合理的方法來生產(chǎn)和應(yīng)用氫，以獲得zui大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 出于此目的，我在這里對(duì)目前中國(guó)氫氣的生產(chǎn)和應(yīng)用的狀況進(jìn)行初步剖析，并對(duì)今后的發(fā)展提出很粗淺的看法，供大家研討。

2. 中國(guó)生產(chǎn)氫氣和利用氫的基本狀況

（1）．氫的主要生產(chǎn)方法 目前氫氣主要是作為一種中間產(chǎn)品而生產(chǎn)的。它是進(jìn)一步化工合成加氫的重要原料。它主要是由化石能源天然氣（CH4）、原油（烴）和煤作為原料和水蒸汽在高溫下重整、氣化或烴類部分氧化轉(zhuǎn)化生成。在轉(zhuǎn)化過程中，化石能源中的碳首先變?yōu)镃O（或CO2）。為了多得到氫，又通過水汽變換反應(yīng)CO+H2O＝H2+CO2,把把CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO2 。所以，由化石能制氫就會(huì)排放CO2。其CO2排放量：煤>油>天然氣，這是由原料的碳?xì)浔人鶝Q定的。氫也可由電解水（鹽水）生產(chǎn)，但這是一種較昂貴的方法，一般是在特殊的生產(chǎn)目的下的副產(chǎn)品，例如氯堿工業(yè)；或是為了獲得特殊需要的氫（如火箭燃料）。電解法制氫只有在利用水電或太陽能光解水時(shí)，才可以說是合理的。煉油廠和一些化工過程也會(huì)副產(chǎn)一些氫氣，但這些都不是zui主要的生產(chǎn)氫的方法。

（2）．氫的利用

在中國(guó)氫主要是作為化工合成的中間產(chǎn)品或原料，目前在中國(guó)氫作為直接產(chǎn)品或燃料的量是較少的。當(dāng)前在中國(guó)氫是較貴和較缺的（相對(duì)于其他國(guó)家來說），主要是因?yàn)槲覈?guó)一次能源是以煤為主，煤比石油，天然氣含氫量少，制氫過程就需要用更多的蒸汽，要消耗較多的能量。氫zui大量的用處是在合成氨，世界上~60%的氫是用在合成氨上（~6´ 1012立方英尺）中國(guó)的比例更高。下一節(jié)將具體列出中國(guó)合成氨的產(chǎn)量和以煤、天然氣和輕油為原料的比例。

為了改善環(huán)境的要求，目前對(duì)汽、柴油的質(zhì)量要求在不斷提高，煉油過程的加氫裂化和加氫精制過程，也需要應(yīng)用大量的氫氣，煉油廠重整等過程副產(chǎn)的氫氣是遠(yuǎn)不夠用的。有加氫裂化和加氫精制裝置的廠，都需另加輕油蒸汽重整（或部分氧化）的制氫裝置。

另一項(xiàng)較大量的氫氣用處是利用合成氣（CO/H2）合成甲醇。在一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，甲醇主要是用來生產(chǎn)MTBE作為汽油的添加劑。在中國(guó)由于C4烯烴的量有限，合成MTBE消耗甲醇量的比例不是很高。甲醇既是重要的化工原料，本身也是一種很好的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。因此，甲醇是zui重要的C1化工產(chǎn)品。開辟甲醇的應(yīng)用范圍和其下游產(chǎn)品，將對(duì)優(yōu)化利用化石能源起到重要作用。

一碳化工過程將是利用氫氣（合成氣H2/CO）的重要方面。例如OXO反應(yīng)可以從烯烴生產(chǎn)醛和進(jìn)一步加氫生產(chǎn)醇（重要的增塑劑）。從合成氣也可直接或間接合成液體燃料、烯烴和其他重要的含氧化合物（除了甲醇以外的其他醇、醋酸、醋酐、二甲醚、甲酸、甲酸甲酯等等）。

氫氣也是其他有機(jī)化合物加氫過程的原料。煤的直接液化過程就需要大量的氫作為中間原料。煤的間接液化（F-T合成）、甲烷化反應(yīng)，也都需要大量的氫氣。 液氫是中國(guó)火箭推進(jìn)的主要燃料。 由于燃料電池技術(shù)新的發(fā)展，氫氣作為燃料電池的燃料，展現(xiàn)了極廣泛的和潛在的市場(chǎng)。如何從規(guī)劃及技術(shù)上準(zhǔn)備和迎接這一必然要到來的發(fā)展，將是一項(xiàng)極為重大的事情。