化石能源制氢- 大数跨境

国际项目创新平台-石化建设分会

2025-09-12

导读：在当前全球能源转型的大背景下，氢能作为清洁能源的重要组成部分，正受到越来越多的关注。然而，由于可再生

在当前全球能源转型的大背景下，氢能作为清洁能源的重要组成部分，正受到越来越多的关注。然而，由于可再生能源制氢技术尚处于初步发展阶段，化石能源制氢仍然是主要的氢气来源。本文将深入探讨化石能源制氢的技术现状、发展趋势及其在全球和中国的应用情况。

一、化石能源制氢的重要性

根据2024年的数据，全球大约有80%以上的氢气是通过化石燃料制取的。在中国，这一比例更高，且生产的氢气中有80%以上用于合成氨工业。这表明，在短期内，化石能源制氢仍将占据主导地位。

1. 技术成熟度

传统工艺：如煤的焦化（高温干馏）和煤气化等技术已经非常成熟。新兴技术：包括煤炭地下气化（UCG）、煤热裂解制造氢气等新技术正在研发中。

2. 经济效益

相比于其他制氢方法，化石能源制氢的成本较低，尤其是在煤炭资源丰富的地区。成本优势使得该技术能够支持大规模工业化生产，满足化工、石油精炼等行业的需求。

3. 环境影响

尽管化石能源储量有限，并且其开采和使用过程中会产生温室气体排放，但更先进的化石能源制氢技术可以减少对环境的影响。洁净煤技术的发展为清洁利用煤炭提供了可能，例如碳捕获与封存（CCS）技术的应用。

二、主要化石能源制氢技术概述

1. 煤制氢（Coal to Gas, CTG）

直接制氢：通过煤的焦化或气化产生含氢气体。间接制氢：先发电再电解水或者将煤转化为甲醇、氨气后再制氢。技术特点：反应温度高，CO含量高；需要净化处理以去除硫和氮氧化物。

2. 天然气重整

使用天然气作为原料，经过蒸汽转化生成氢气。是目前商业化最广泛的一种制氢方式，具有较高的效率和技术成熟度。

3. 石油基制氢

包括汽油自热重整、柴油自热重整等方式。这些方法通常用于车载制氢系统，因为它们可以在相对温和的操作条件下运行并提供足够的能量密度。

三、中国煤炭气化制氢现状分析

1. 行业规模与发展速度

截至2025年4月，中国已批准多个大型煤制天然气项目，总产能超过180亿立方米/年。内蒙古自治区成为重点项目聚集区之一，计划建设多个年产数十亿立方米的煤制天然气厂。

2. 关键设备与工艺流程

常压固定床水煤气炉：适合中小化肥厂使用，投资少但操作复杂。Lurgi加压固定床气化炉：适用于大规模连续作业，产出气体质量稳定。Shell加压气流床气化炉：代表了当前最先进的技术水平，具备高效节能的特点。

3. 水资源考量

发展现代煤化工产业时必须充分考虑水资源条件，因为这类工厂往往耗水量巨大。对于干旱缺水地区来说，如何平衡经济发展与生态保护成为一个重要课题。

四、地下煤炭气化（UCG）技术探索

1. UCG的基本原理

UCG是指在不挖掘井巷的情况下直接点燃地下的煤炭层，从而产生可燃气体的过程。它结合了采煤与地面气化的优点，减少了传统采矿所需的大量基础设施投入。

2. 国际实践案例

前苏联是最早开展UCG现场试验的国家之一，积累了丰富经验。美国、日本、加拿大及欧盟成员国也相继进行了相关研究，推动了这项技术的进步。

3. 中国试点项目进展

新奥集团在内蒙古实施了示范项目，并取得了阶段性成果。随着更多国际合作项目的推进，预计未来几年内UCG将在国内得到进一步推广。

五、结论与展望

虽然化石能源制氢面临着环境保护的压力，但是凭借其成熟的工艺基础以及经济上的竞争力，它依然是现阶段不可或缺的选择。随着科技进步和社会需求的变化，我们期待看到更加环保高效的制氢方案出现，同时也希望政府及相关企业能够在技术创新、政策扶持等方面加大支持力度，共同促进绿色低碳社会的构建。

【声明】内容源于网络

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中国国际项目管理协同创新平台发起单位由重点企业、大学和科研单位、金融单位等组成，帮助 “一带一路”沿线国家的工业、基础设施等建设。石化建设分会，是2007年在民政部注册的非盈利社团机构。

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