水,甲烷,甲醇制氢效率比较
主要制氢路径及优缺点
主要制氢路径及优缺点制氢是一种高效、清洁的能源转换方式，可应用于各个领域，如交通、电力等。
主要的制氢路径包括煤制氢、天然气水蒸气重整制氢、水电解制氢以及生物质制氢等。
下面将对这几种制氢路径的优缺点进行详细介绍。
1.煤制氢：煤制氢是通过加热煤炭并将其与水反应生成氢气。
这种方法主要有煤炭气化和煤燃烧两种方式。
煤制氢具有以下优点：-原料丰富：煤炭是一种广泛分布且资源丰富的能源资源；-生产成本低：在煤炭气化过程中，可以同时产生高温燃烧废气和余热，可用于发电以降低制氢的成本；-可实现二氧化碳回收：通过采用碳捕获和封存技术，可以捕获和封存制氢过程中产生的二氧化碳；-储存和运输方便：由于氢气可以被压缩或液化，使得氢气的储存和运输相对容易。
然而，煤制氢也存在以下缺点：-环境污染：煤炭气化会产生大量的污染物，如二氧化碳、氮氧化物和硫化物等；-碳排放高：煤制氢过程中产生的二氧化碳无法完全捕获和封存，会导致高碳排放；-能源效率低：煤制氢的能源转化效率较低，仅约为60%。
2.天然气水蒸气重整制氢：天然气水蒸气重整制氢是将天然气与水蒸气进行反应，生成氢气和二氧化碳。
这种方法具有以下优点：-原料丰富：天然气是一种广泛分布且资源储量丰富的能源；-温室气体排放低：虽然天然气水蒸气重整过程会生成二氧化碳，但排放量相对较低；-能源效率较高：天然气水蒸气重整制氢的能源转化效率较高。
然而，天然气水蒸气重整制氢也存在以下缺点：-二氧化碳处理难度大：天然气水蒸气重整过程无法完全捕获和封存产生的二氧化碳，处理难度较大；-传输成本较高：天然气水蒸气重整制氢需要建设大规模的管道网络来供应天然气作为原料，传输成本较高。
3.水电解制氢：水电解制氢是通过电解水来产生氢气。
这种方法具有以下优点：-温室气体排放低：水电解制氢过程中无排放任何温室气体；-能源效率较高：水电解制氢的能源转化效率较高；-可再生性：水电是一种可再生能源，可以用于水电解制氢。
然而，水电解制氢也存在以下缺点：-能源依赖性：水电解制氢需要依赖电力供应，如果电力供应来自传统燃煤发电厂，其温室气体排放量可能较高；-电解设备成本高：水电解制氢需要建设昂贵的电解设备，使得制氢成本相对较高。
天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨
天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨王周【摘要】氢气作为无碳绿色新能源是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源体系的重要载体.目前天然气、甲醇、水制氢是最有竞争力的技术手段,但生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢是未来的趋势.对天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢进行了对比探讨,分别从技术特点、制氢纯度、场地要求、投资规模、运行费用及制氢成本等方面进行了分析,认为天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢分别适用于大、中、小规模,制氢成本依次为低、中、高,且分别受天然气价格、甲醇价格及电价影响较大.【期刊名称】《天然气技术与经济》【年(卷),期】2016(010)006【总页数】3页(P47-49)【关键词】天然气制氢;甲醇制氢;水电解制氢;经济性【作者】王周【作者单位】佛山市燃气集团股份有限公司,广东佛山 528000【正文语种】中文氢气作为无碳绿色新能源，具有环保安全、能量密度大、转化效率高、储量丰富和适用范围广等特点，可实现从开发到利用全过程的零排放、零污染，是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源体系的重要载体。
随着石油资源的日益枯竭和能源价格的不断上涨，寻找不依赖化石燃料、储量丰富的廉价可替代能源制氢成为大家共同面临的难题，从长远来看，生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢在21世纪将开始逐步具有竞争力，但目前从天然气、甲醇、水等资源中制氢仍然是最有竞争力的技术手段［1］，煤制氢对水和大气污染严重，笔者暂不讨论。
目前国内制氢原料路线的选择，主要取决于原料资源的可得性和原料成本的高低，笔者将以华南某区域的制氢状况来进行分析探讨。
1.1 技术特点天然气制氢工艺复杂，操作条件严格，设备设计制造要求高，技术成熟；甲醇制氢工艺流程简单，相对易操作维护，主体设备为常见化工设备，技术也较为成熟；水电解制氢流程简单，操作简便，甚至可实现无人值守全自动操作。
1.2 制氢纯度天然气制氢与甲醇制氢一般纯度可达到99.999%，而水电解制氢纯度高时可达到99.999 9%。
制氢技术比较及分析
制氢技术综述&制氢技术路线选择一、工业制氢技术综述1.工业制氢方案工业制氢方案很多，主要有以下几类：（1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。
（2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。
（3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。
（4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电解、生物光解、热化学水解。
（5）生物质制氢。
（6）生物制氢。
2.工业制氢方案对比选择（1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。
（2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。
（3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比：（A）天然气制氢（B）甲醇制氢（C）水电解制氢3. 天然气制氢（1）天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。
（2）天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低的特点。
（3）天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。
（4）天然气高温裂解制氢其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。
（5）天然气水蒸汽重整制氢，该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。
因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。
4.甲醇制氢（1）甲醇分解制氢，该反应是合成气制甲醇的逆反应，在低温时会产生少量的二甲醚。
（2）甲醇水蒸汽重整制氢，是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。
甲醇制氢可行性研究报告
甲醇制氢可行性研究报告一、技术原理甲醇制氢的基本原理是通过水蒸气重整反应，将甲醇和水蒸气在高温高压条件下催化反应，生成氢气和二氧化碳。
反应方程式如下：CH3OH + H2O → CO2 + 3H2这个反应过程需要在高温高压条件下进行，通常在300-500摄氏度和20-50大气压之间。
同时，还需要添加合适的催化剂来促进反应进行。
二、优势1. 原料广泛：甲醇是一种易得且廉价的原料，可以从化石燃料或生物质中生产，因此甲醇制氢具有丰富的原料来源。
2. 高效率：甲醇制氢的反应可以在相对温和的条件下进行，产率高，效率高。
3. 适用性强：甲醇制氢技术适用于小型生产和大型工业生产，具有广泛的应用前景。
4. 低碳排放：与传统石油加氢反应相比，甲醇制氢反应生成的二氧化碳排放量较低，是一种相对清洁的氢气生产方式。
三、劣势1. 催化剂选择困难：选择合适的催化剂对于甲醇制氢过程至关重要，不同的条件和催化剂会影响反应效率。
2. 能耗较高：虽然甲醇制氢反应在相对温和的条件下进行，但是仍需要一定的能量供应，因此能耗较高。
3. 二氧化碳排放：虽然甲醇制氢产生的二氧化碳排放较低，但仍然无法完全避免环境影响。
四、市场前景随着清洁能源需求的增加，氢气作为清洁能源的地位越来越重要，甲醇制氢作为一种新兴的氢气生产技术，具有广阔的市场前景。
尤其是在汽车、航天航空等领域，甲醇制氢技术有着巨大的应用潜力。
因此，相关企业可以考虑投资研发甲醇制氢技术，以谋求更好的发展。
五、结论甲醇制氢是一种有着广阔市场前景的氢气生产技术，具有原料广泛、高效率、适用性强等优势。
尽管存在着催化剂选择困难、能耗较高等劣势，但通过技术改进和创新，这些问题可以得到解决。
因此，甲醇制氢技术具有可行性，值得企业和政府部门的关注和投资。
五种制氢方法
五种制氢方法制氢是指将一些化合物、水或者其他可氧化的物质转化成氢气的过程。
随着现代工业的快速发展，制氢技术也在不断创新，现在已经有了多种制氢方法。
以下将介绍其中的五种方法。
1. 蒸汽重整法蒸汽重整法是最广泛使用的制氢方法之一，其原理是将天然气或石油中的烃类物质，如甲烷、丙烷等，通过加热蒸汽反应生成氢气和二氧化碳。
这种方法操作简便，成本低廉，但也存在一些问题，如需要原料气的纯度较高，且二氧化碳的排放会对环境造成负面影响。
2. 电解水法电解水法是将水分解成氢气和氧气的方法。
在电解水过程中，将电流通过水，使水分子分解，生成氢气和氧气。
这种方法无需使用昂贵的催化剂，对环境影响小，但制氢效率较低。
3. 氨分解法氨分解法是制氢的一种高效方法。
在氨分解过程中，氨被加热到高温（700℃ - 1000℃），分解成氢气和氮气，这种方法制氢纯度较高，但需要高温条件，操作较为复杂。
4. 煤炭气化法煤炭气化法是将煤炭加热到高温，使其分解为一系列气体的方法。
在煤炭气化过程中，产生一部分氢气，这种气体经过分离、过滤等多种处理后，可以得到较为纯净的氢气。
这种方法制氢效率高，但是需要大量煤炭资源，会对环境造成较大的负面影响。
5. 光电水裂解法光电水裂解法是制氢的一种新技术，该方法利用太阳能将水分解为氢和氧气。
光电水裂解法克服了电解水过程中电极化和能量损失的问题，制氢效率较高，同时还能减少碳排放。
但是该技术还处于研究阶段，需要更多的实践进行验证。
综上所述，以上五种制氢方法均有各自的优缺点。
未来的制氢技术应该是集多种方法之利于一体，以提高制氢效率和纯度，减少对环境的损害。
常规的制氢方法及几种制氢技术的优劣势
常规的制氢方法及技术的优劣势1、工业上常用的制氢方法工业制氢方案很多，主要有以下几类：（1）煤制氢；（2）天然气制氢；（3）甲醇制氢：包括甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇直裂制氢、甲醇部分氧化制氢；（4）水解制氢（5）富氢气体提纯制氢：各种富氢尾气（氯碱厂副产氢、炼油厂副产氢、合成氨厂副产氢、煤化工副产氢等）。
2、主流的工业制氢方案选择（1）煤制氢工艺流程复杂，环保问题也突出，目前中小型的煤制氢已经不再审批。
（2）富氢气体提纯制氢主要依托上游主装置，依赖性较强。
（3）在制氢领域，目前主要的是水电解制氢、甲醇制氢、天然气制氢，我们分别作详细介绍：3、主流的工业制氢方案介绍对比（1）电解水制氢原理是电解液（一般是含有30%左右氢氧化钾（KOH）的溶液），在接通直流电后，水分解为氢气和氧气。
该方法技术成熟、设备简单、运行可靠、管理方便、不产生污染、可制得氢气纯度高、杂质含量少，适用于各种应用场合，唯一缺点是耗能大，制氢成本高；目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为0.8~3.0MPa，操作温度为80~90℃，制氢纯度可达99.7%，制氧纯度达99.5%。
（2）甲醇制氢原理是甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气，再经过PSA提纯，得到高纯度的氢气。
该方法原料为甲醇和脱盐水，原料来源方便，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气；甲醇的单程转化率可达95%以上，氢气的选择性高于99.5%，再利用变压吸附技术，可得到纯度为99.999%的氢气，一氧化碳的含量低于1ppm。
（3）天然气制氢原理是天然气和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气，再经过PSA提纯，得到高纯度的氢气。
该方法原料来源方便，不需要设置原料储罐，单系列能力较大, 原料费用较低。
反应温度在600-800℃，制氢过程需吸收大量的热，高温高压必然对设备的要求也比较高因此该装置投资高。
转化气经过变压吸附，可得到纯度为99.999%的氢气，4、主流的工业制氢方案选择4.1 小型制氢采用电解水方法（1）多年来，水电解制氢技术自开发以来一直进展不大，其主要原因是需要耗用大量的电能，电价的昂贵，用水电解制氢都不经济。
甲醇重整制氢方程式
甲醇重整制氢方程式引言甲醇重整制氢是一种重要的氢气生产方法，也是一种清洁能源的生产途径。
通过甲醇与水蒸汽反应，可以得到氢气和二氧化碳。
本文将详细介绍甲醇重整制氢的方程式及其反应机理。
甲醇重整制氢方程式甲醇重整制氢的主要反应方程式如下： CH3OH + H2O -> 3H2 + CO2在这个反应中，甲醇（CH3OH）和水蒸汽（H2O）反应生成氢气（H2）和二氧化碳（CO2）。
这是一个高温反应，需要在较高的温度下进行。
反应机理甲醇重整制氢的反应机理可以分为几个步骤： 1. 甲醇脱氢：甲醇分子失去一个氢原子，生成甲醛。
CH3OH -> CH2O + H2 2. 甲醛脱氢：甲醛分子再次失去一个氢原子，生成甲烯。
CH2O -> CH2 + H2O 3. 甲烯脱氢：甲烯分子继续失去一个氢原子，生成乙烯。
CH2 -> C + H2 4. 乙烯水蒸汽重整：乙烯与水蒸汽反应，生成氢气和二氧化碳。
C + H2O -> H2 + CO2以上步骤中，前三个步骤是甲醇分子逐步失去氢原子，生成较短的碳链化合物。
而第四个步骤是乙烯与水蒸汽反应，生成氢气和二氧化碳。
整个反应过程中，甲醛、甲烯和乙烯都是中间产物，最终生成的是氢气和二氧化碳。
甲醇重整制氢的应用甲醇重整制氢是一种常用的氢气生产方法。
氢气广泛应用于许多领域，如燃料电池、化学工业和氢气储存等。
甲醇作为一种常见的可再生资源，可以通过重整制氢的方法得到高纯度的氢气。
而且甲醇重整制氢的废气中会产生二氧化碳，这对于环境保护和碳排放减少具有积极意义。
总结甲醇重整制氢是一种重要的氢气生产方法，通过甲醇与水蒸汽的反应，可以得到氢气和二氧化碳。
它的反应机理可以分为甲醇脱氢、甲醛脱氢、甲烯脱氢和乙烯水蒸汽重整几个步骤。
甲醛、甲烯和乙烯是反应的中间产物，最终生成的是氢气和二氧化碳。
甲醇重整制氢在燃料电池、化学工业和氢气储存等领域有广泛应用，也有利于环境保护和减少碳排放。
甲醇合成氢碳比
甲醇合成氢碳比
甲醇合成氢碳比是指在甲醇制氢的过程中，所需的甲醇和产生的氢气的摩尔比。
这个比例对于甲醇制氢的效率和经济性非常重要。
甲醇制氢是一种常见的制氢方法，它通过甲醇蒸汽重整反应，将甲醇转化为氢气和二氧化碳。
这个反应的化学方程式为：
CH3OH + H2O → CO2 + 3H2
在这个反应中，甲醇和水的摩尔比为1:1，而产生的氢气和二氧化碳的摩尔比为3:1。
因此，甲醇合成氢碳比为3。
甲醇制氢的优点是原料易得，制氢过程相对简单，而且产生的二氧化碳可以被回收利用。
但是，甲醇制氢的缺点也很明显，其中最大的问题就是甲醇的价格相对较高，制氢成本也较高。
为了提高甲醇制氢的经济性，可以通过优化甲醇合成氢碳比来降低制氢成本。
一般来说，甲醇合成氢碳比越高，制氢的效率就越高，但是制氢成本也就越高。
因此，需要在经济性和效率之间进行平衡。
在实际生产中，甲醇合成氢碳比的选择需要考虑多种因素，包括原料成本、制氢效率、设备成本等。
一般来说，甲醇合成氢碳比在2.5到3之间比较合适。
甲醇合成氢碳比是甲醇制氢过程中非常重要的参数，它对制氢的效率和经济性都有着重要的影响。
在实际生产中，需要根据多种因素
进行选择，以达到最佳的制氢效果和经济效益。
制氢方法汇总及对比
制氢方法汇总及对比目录1.产生氢气的方式1.1实验室制氢的方式1)活泼金属(如钠汞齐、钙)与水反应；2)锌与盐酸或稀硫酸反应；3)铝或硅(硅铁)与氢氧化钠溶液反应；4)金属氢化物(如LiH、 CaH2、 LiAlH4)与水反应；5)野外制备氢常用氢化钙。
因原料成本及原料稀少不能大规模工业应用。
暂不进行分析。
1.2工业制氢的方式1.2.1由石油热裂的合成气或天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这种方法制氢气。
1.2.2甲醇裂解制氢在一定的压力、一定温度及特种气固催化剂作用下，甲醇和水发生裂解变换反应。
转化为～75％H2和～24％CO2、极少量的CO、CH4。
转化汽经过换热、冷凝、净化，自动程序控制让将未反应的水和甲醇返回原料液罐循环使用，净化后的气体依序通过装有多种特定吸附剂的吸附塔。
通过PSA一次性分离除去CO、CH4、CO2提取产品氢气。
因电解水成本较高，近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造，改用甲醇蒸汽转化制氢的新工艺路线。
1.2.3电解水制氢多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。
阳极出氧气，阴极出氢气。
该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。
这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。
像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
1.2.4焦炉煤气制氢用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的焦炉煤气，把经初步提净的焦炉煤气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。
此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。
制氢 方法
制氢方法
制氢的方法主要有以下几种：
1.水电解制氢：水电解是一种常用的制氢方法。
它使用直流电将水分解为氢气和
氧气。
这种方法的优点是产物纯净、无污染，但需要消耗大量的电能，因此成本较高。
2.天然气制氢：天然气制氢是通过天然气与水蒸气进行催化转化来制取氢气。
这
种方法的主要优点是技术成熟、设备可靠、产品纯度高，但成本较高，且产生的二氧化碳需要进行处理。
3.生物质制氢：生物质制氢是利用生物质（如农作物废弃物、木材废弃物等）进
行气化或发酵来制取氢气。
这种方法的优点是原料来源广泛、可再生，但技术尚不成熟，且产生的氢气纯度较低。
4.甲醇制氢：甲醇制氢是通过甲醇与水蒸气进行催化转化来制取氢气。
这种方法
的主要优点是产物纯度高、设备简单，但成本较高，且甲醇的生产过程会产生一定的污染。
5.光解水制氢：光解水制氢是利用太阳能光催化剂将水分解为氢气和氧气。
这种
方法的优点是环保、可持续，但技术尚不成熟，光催化剂的效率有待提高。
以上是目前常见的几种制氢方法，每种方法都有其优缺点，应根据实际需求选择合适的制氢方式。
制氢技术比较及分析报告
制氢技术比较及分析报告在反应器中得到有效控制，避免对设备和环境造成污染。
该工艺能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资较大。
对于工业制氢方案的选择，我们重点考虑成本、纯度和生产能力等因素。
其中，天然气制氢、甲醇制氢和水电解制氢是比较常用的方案。
天然气制氢虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；甲醇制氢则需要大量的甲醇作为原料，成本较高；而水电解制氢则能够达到较高的纯度要求，但装置投资也较大。
因此，我们需要根据实际情况进行综合考虑，选择最适合自己的制氢方案。
在天然气制氢方案中，水蒸汽重整、部分氧化、自热重整、绝热转化和高温裂解等方法各有优缺点。
水蒸汽重整虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；部分氧化能够提高生产能力，但制氧成本较高；自热重整虽然能够合理利用反应热量，但装置投资也较大；绝热转化具有流程短、操作单元简单等优点，但装置投资也较大；高温裂解能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资也较大。
因此，我们需要根据实际情况进行选择，综合考虑成本、生产能力和环保等因素。
总之，选择适合自己的制氢方案需要综合考虑多方面因素，包括成本、纯度、生产能力和环保等。
在具体方案选择时，需要根据实际情况进行综合分析和评估，以达到最优的制氢效果。
制氢技术有多种方法，其中包括电解水制氢、聚合电解质薄膜电解制氢、光电解制氢、生物光解制氢和热化学水解。
电解水制氢技术成熟，设备简单，运行可靠，管理方便，不产生污染，可制得氢气纯度高，杂质含量少，适用于各种应用场合。
聚合电解质薄膜电解制氢技术相对成本高，容量小，效率低，使用期短，目前尚不成熟。
光电解制氢是利用太阳能制氢，而生物光解制氢是一种生物制氢工程。
热化学水解技术目前尚不成熟，需要进一步商业化发展。
在制氢方案对比中，天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢和电解水制氢是主要的三种方案。
大型制氢中，天然气水蒸汽重整制氢占主导地位，因为天然气既是原料气也是燃料气，无需运输，氢能耗低，消耗低，氢气成本最低。
甲醇重整制氢提纯_技术_解释说明以及概述
甲醇重整制氢提纯技术解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在能源短缺和环境问题日益突出的背景下，寻找清洁高效的能源替代品已成为当今社会的迫切需求。
氢气作为一种理想的清洁能源，具有高效、环保、可再生等特点，在能源领域具有广阔的应用前景。
甲醇重整制氢提纯技术是一种常用且有效的产氢方法，其可以将甲醇与水蒸汽在催化剂的作用下反应生成氢气，并使用一系列的分离与纯化步骤将产出的混合气体中杂质去除，得到高纯度的氢气。
1.2 文章结构本文将围绕甲醇重整制氢提纯技术展开详细介绍和解释。
首先，在第2部分中我们将对甲醇重整制氢提纯技术进行详细解释，包括甲醇重整概述、制氢过程以及氢气提纯方法。
接着，在第3部分中我们将概述该技术，从原理介绍、工艺流程到设备配置和要求进行全面说明。
随后，在第4部分中我们将探讨甲醇重整制氢提纯技术在工业应用场景下的实际运用情况，以及对环境的影响与管理措施。
最后，在第5部分中，我们将对本文进行总结，并展望该技术的未来发展前景。
1.3 目的本文旨在全面阐述甲醇重整制氢提纯技术，包括其技术原理、工艺流程、设备要求及配置等方面的内容。
同时，通过介绍其应用领域和发展前景，希望能够进一步推动该技术在能源领域的广泛应用，并为相关研究和实践提供参考和指导。
2. 甲醇重整制氢提纯技术解释:2.1 甲醇重整概述:甲醇重整是一种能够将甲醇转化为氢气的化学过程。
这个过程通常在高温和高压下进行，利用催化剂作用下的反应来转换甲醇分子结构并释放出氢气。
2.2 制氢过程:甲醇通过催化反应，首先在重整反应器中转化为一系列中间产物。
然后，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，通过进一步催化转换，生成含有较高浓度氢气的混合物。
首先，在重整反应器中，甲醇与水蒸汽在高温（约250-350摄氏度）和压力条件下经过催化剂的作用发生反应。
这个过程被称为甲醇重整。
结果是产生了一系列有机物和少量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2) 的混合物。
其次，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，产生的混合物通过进一步的催化反应被清除了CO，并且部分CO2也会被还原。
大规模制取氢气的方法
大规模制取氢气的方法氢气作为一种清洁、可再生的能源，近年来备受关注。
为了满足氢气的大规模制取需求，科学家们不断探索和研发各种制氢方法。
本文将介绍几种常见的大规模制取氢气的方法。
1. 水电解法水电解法是最常见的制取氢气的方法之一。
该方法利用电能将水分解成氢气和氧气。
通常使用电解槽进行电解，通过通电使水中的氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）发生氧化还原反应，产生氢气和氧气。
这种方法具有操作简单、原料丰富的优点，但能源消耗较大。
2. 天然气重整法天然气重整法是一种通过对天然气进行催化转化制取氢气的方法。
天然气中主要含有甲烷（CH4），通过高温和催化剂的作用，将甲烷转化为氢气和一氧化碳（CO）。
随后，利用水气变换反应将一氧化碳进一步转化为二氧化碳和氢气。
这种方法适用于天然气资源丰富的地区，但会产生二氧化碳等温室气体。
3. 生物发酵法生物发酵法是一种利用微生物代谢产生氢气的方法。
通过选用适宜的微生物，如藻类、细菌等，利用其代谢产物中的氢气。
这种方法具有能源来源广泛、环境友好的特点，但生产效率相对较低，需要进一步提高。
4. 电解质法电解质法是一种利用电解质溶液进行电解制取氢气的方法。
通过在电解槽中加入电解质溶液，如氢氧化钠（NaOH）、硫酸（H2SO4）等，使电解质溶液发生离子化。
通过通电，正极产生氢气，负极产生氧气。
这种方法具有操作简单、成本较低的优点。
5. 光解水法光解水法是一种利用光能将水分解为氢气和氧气的方法。
通过选择适当的催化剂和光敏物质，使得水分子在光的作用下发生解离反应，产生氢气和氧气。
这种方法具有能源来源广泛、无污染等优点，但需要光能的输入。
总结起来，大规模制取氢气的方法有多种，包括水电解法、天然气重整法、生物发酵法、电解质法和光解水法等。
每种方法都有其适用的场景和优缺点。
随着科学技术的不断进步，制氢技术将会越来越成熟，为氢能源的应用提供更多可能性。
甲醇重整制氢耗电计算
甲醇重整制氢耗电计算
甲醇重整制氢是一种重要的氢气生产方法，它通过对甲醇进行
重整反应来产生氢气。
在这个过程中，耗电量是一个重要的参数，
需要进行计算。
首先，我们需要知道甲醇重整反应的化学方程式：
CH3OH + H2O → CO2 + 3H2。
根据这个方程式，我们可以计算出每摩尔甲醇重整产生3摩尔
的氢气。
接下来，我们需要考虑反应的热力学效率，通常情况下，
甲醇重整反应的热力学效率约为50%至60%。
另外，甲醇重整制氢的耗电量取决于所采用的生产工艺和设备。
一般来说，电解水制氢的能量效率大约为70%至80%，而甲醇重整制
氢的能量效率则在60%至70%之间。
因此，我们可以根据所用工艺的
能量效率来计算耗电量。
假设我们知道了甲醇重整反应产生1mol氢气需要消耗x千瓦时
电能，那么产生n摩尔氢气所需的电能就是nx千瓦时。
此外，还需要考虑到甲醇的生产、储运等环节的能耗，并将其纳入总耗电量的计算中。
总的来说，甲醇重整制氢的耗电量计算涉及到化学反应的摩尔计算、热力学效率的考量以及生产工艺的能量效率等多个方面。
综合考虑这些因素，我们可以计算出甲醇重整制氢的耗电量。
同时，在实际工程中，还需要考虑到设备的能耗、运行效率以及能源成本等因素，以便进行更为精确的计算和评估。
氢气制取的知识点总结
氢气制取的知识点总结氢气是一种常见的化学元素，化学符号为H，原子序数为1，是宇宙中含量最丰富的元素之一。
氢气在工业、能源和科学研究等领域具有重要应用价值，因此制取氢气的方法备受关注。
氢气的制取方法主要包括以下几种：水电解制氢、天然气重整制氢、甲醇蒸汽重整制氢、石油蒸汽重整制氢和干扰电解制氢。
下面对这些方法进行详细的介绍和分析。
水电解制氢是目前比较常用的制取氢气的方法之一。
水电解法即将水分解为氢气和氧气的方法。
水电解制氢的主要设备是电解槽，电解槽通常是由阳极、阴极和电解液组成。
通常电解液使用的是碱性或酸性的水溶液，如氢氧化钾、氢氧化钠或盐酸等。
在电解过程中，当通电后，水中的氢离子向阴极移动，氧离子向阳极移动，分别在阴极和阳极上发生还原反应和氧化反应，生成氢气和氧气。
水电解制氢的优点是原料易得、设备简单，但缺点是能耗较高。
天然气重整制氢是一种利用天然气制取氢气的方法。
该方法主要是通过对天然气进行蒸汽重整反应，将天然气中的甲烷与水蒸气进行反应，生成一氧化碳和氢气。
在重整反应中，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生反应生成一氧化碳和氢气。
一氧化碳再通过水煤气变换反应生成二氧化碳和更多的氢气。
天然气重整制氢的优点是产氢效率高，但缺点是需要专门的催化剂和设备。
甲醇蒸汽重整制氢是一种利用甲醇制取氢气的方法，其反应原理与天然气重整制氢类似，也是通过蒸汽重整反应来制取氢气。
甲醇在催化剂的作用下与水蒸气发生反应生成一氧化碳和氢气。
然后一氧化碳再通过水煤气变换反应生成二氧化碳和更多的氢气。
甲醇蒸汽重整制氢的优点是原料易得、设备简单，但缺点是催化剂的选择和反应条件的控制较为严格。
石油蒸汽重整制氢是一种利用石油制取氢气的方法。
在炼油和化工生产中，常常需要制取大量的氢气。
石油经过裂化、重整和热解等反应，生成一氧化碳和氢气。
然后一氧化碳再通过水煤气变换反应生成二氧化碳和更多的氢气。
石油蒸汽重整制氢的优点是原料易得、设备简单，但缺点是对于原料的纯度要求较高。
氢气生产方法
氢气生产方法
氢气生产方法有很多种，以下是一些常见的生产方法：
1. 天然气制氢：利用天然气和水蒸气反应，产生氢气和一氧化碳。
常用的反应式为：CH4+H2O→3H2+CO。
2. 煤制氢：利用煤和水蒸气反应，产生氢气和一氧化碳。
常用的反应式为：C+H2O→H2+CO。
3. 电解水制氢：利用电解反应将水分解成氧气和氢气。
常用的反应式为：2H2O→2H2+O2。
4. 光解水制氢：利用光能将水分解成氧气和氢气。
5. 甲醇裂解制氢：甲醇与水混合后，加压至，升温至300~320℃，气化，裂解，产生氢气和一氧化碳。
常用的反应式为：CH3OH→CO+2H2。
6. 硫化氢分解制氢：在石化行业中，石油脱硫或天然气脱硫所产生的硫化氢废气，通过克劳斯工艺进行氧化处理，产生氢气和硫。
常用的反应式为：H2S→H2+S。
7. 重油、石脑油重整制氢：通过重油或石脑油的转化重整过程，产生氢气。
8. 等离子体制氢：利用等离子体的化学性质，将水分子分解成氧气和氢气。
除了以上列举的生产方法，可能还有其他新型的生产方法。
建议咨询相关领域的化学专家，获取更准确的信息。
甲醇裂解制氢气的相关技术
甲醇裂解制氢气的相关技术摘要：在节能减排的大背景之下，氢能作为高效洁净的环保能源成为本世纪最理想的替代能源。
而液体燃料甲醇作为储氢载体，能量密度高、安全可靠、存储运输成本低、制氢转化条件相对温和、不含硫、低毒、制氢过程相对容易实现等特点成为这些富氢燃料中的首选。
关键词：甲醇；裂解制氢；技术前言在节能减排的背景下，新能源汽车发展速度加快，而氢燃料电池车由于其节能环保高效成为最近研究的热点，并且国家出台各项法规和政策支持其发展。
目前车载氢燃料电池中的氢气以高压气态形式储存，能量密度低，成本高，且存在一定的安全隐患。
而甲醇作为储氢载体，能量密度高、安全可靠、存储运输成本低、制氢转化条件相对温和、反应温度一般在250～300℃、不含硫、低毒、制氢工艺相对容易实现等特点成为这些富氢燃料的首选。
甲醇可以从化石能源制取，也可从新能源中制取，如生物质能，目前我国主要以煤为主要原料。
随着CO2合成甲醇技术的突破，甲醇制氢可进一步发展为甲醇储氢，实现二氧化碳零排放，具有广阔的应用前景。
甲醇燃料电池车是以甲醇为原料，甲醇水溶液经过重整器后产生氢气，氢气和氧气经过电化学反应产生电能的一种发电设备，产生的电力除了应用于交通领域外，还可以作为移动电源、备用电源、分布式发电、便携式电源、军民融合发电等。
1甲醇裂解制氢甲醇裂解制氢工艺简单，是甲醇和水在催化剂的催化下裂解转化成氢气和二氧化碳，同时会产生少量一氧化碳和甲烷气体，经变压吸附提纯可以制得不同纯度的氢气。
甲醇裂解制氢相较于煤制氢和天然气制氢技术具有技术投资成本低，耗能少。
但是，甲醇原料的成本较高，造成制氢单位成本较高。
因此解决甲醇的来源问题，降低原料成本，提高甲醇的催化裂解效率是甲醇制氢取得长足发展的关键。
1.1工艺原理甲醇和水受热气化之后会进入到甲醇裂解反应器中，在铜系催化剂的作用下发生反应，制得氢气，具体的反应如下：ＣＨ３ＯＨ＝ＣＯ＋2Ｈ2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝ＣＯ2＋Ｈ21.2制氢工艺甲醇裂解制氢工艺路线是加压汽化后的甲醇气与水蒸气混合后，在铜系催化剂的作用下，于250～300℃发生甲醇裂解转化反应，生成转化气，重整气经多级热回收冷却后送入变压吸附，以提高氢气纯度。
氢气生产模式
氢气生产模式
氢气生产模式有多种，其中主要包括以下几种：
1. 碱法电解水制氢：利用电解水的方法将水分解为氢气和氧气，碱法电解水制氢是其中一种常见的方式。
这种方法需要使用碱性电解质（如氢氧化钠或氢氧化钾）作为电解液，通过直流电流通入电解槽中，水分子被电解为氢气和氧气。
2. 海水电解水制氢：与碱法电解水制氢类似，海水电解水制氢也是利用电解水的方法分解水分子产生氢气和氧气。
不同的是，海水电解水制氢使用的是海水作为电解液，可以直接从海水中提取氢气。
3. 甲烷重整制氢：甲烷重整是指将甲烷与水蒸气在一定的温度和压力下反应，生成一氧化碳和氢气的过程。
甲烷重整制氢是一种基于化学反应的氢气生产方式，主要用于工业领域。
4. 生物质气化制氢：生物质气化是将生物质材料（如生物废弃物、农作物残留物等）通过高温和缺氧条件下的热分解转化为气体，其中包括氢气。
生物质气化制氢是一种可再生能源的生产方式。
除了以上常见的氢气生产模式，还有其他一些新型的氢气生产技术，如光催化水分解、生物合成氢气等，这些新型技术正在不断发展和研究中，并有望成为将来的氢气生产方式。
制氢方法
工业制氢方法概述世界上大多数氢气通过天然气、丙烷、或者石脑油重整制得。
经过高温重整或部分氧化重整，天然气中的主要成分甲烷被分解成 H2、 CO2、CO 。
这种路线占目前工业方法的 80 %, 其制氢产率为 70 %—90 %。
烃类重整制氢技术已经相当成熟，从提高重整效率，增强对负载变换的适应能力，降低生产成本等方面考虑，催化重整技术不断得到发展，产生了不少改进的重整工艺 ,其中包括可再生重整、平板式重整、螺旋式重整、强化燃烧重整等。
煤直接液化工艺中一个重要单元就是的单元就是加氢液化，下面着重介绍几种工业上制氢工艺：一、烃类蒸汽转化法蒸汽转化法可以采用从天然气到石油脑的所有轻烃为原料。
主要利用高温下水蒸气和烃类发生反应。
转化生成物主要为氢、一氧化碳和二氧化碳。
该过程需要消耗大量的能量，只不过要脱除或分离二氧化碳是件很麻烦的事，虽然目前分离二氧化碳的方法在不断推出，如变压吸附法( PSA)、吸收法( 包括物理吸收和化学吸收法)，低温蒸馏法，膜分离法等等，然而，二氧化碳的处理仍是很费脑筋，若是直接排入大气，势必造成环境污染。
二、烃类分解生成氢气和炭黑的制氢方法该方法是将烃类分子进行热分解，产物为氢气和炭黑，炭黑可用于橡胶工业及其它行业中，同时避免了二氧化碳的排放。
目前，主要有如下两种方法用于烃类分解制取氢气和炭黑。
( 1 ) 热裂解法：将烃类原料在无氧( 隔绝空气)，无火焰的条件下，热分解为氢气和炭黑。
生产装置中可设置两台裂解炉，炉内衬耐火材料并用耐火砖砌成花格成方型通道，生产时，先通入空气和燃料气在炉内燃烧并加热格子砖，然后停止通空气和燃料气，用格子砖蓄存的热量裂解通入的原料气，生成氢气和炭黑，两台炉子轮流进行蓄热和裂解，循环操作，将炭黑与气相分离后气体经提纯后可得纯氢，其中氢含量依原料不同而异，例如原料为天然气，其氢含量可达 85 % 以上。
天然气高温热裂解制氢技术，其主要优点在于制取高纯度氢气的同时，不向大气排放二氧化碳，而是制得更有经济价值、易于储存且可用于未来碳资源的固体碳，减轻了环境的温室效应。
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篇名水、甲烷、甲醇製氫效率比較作者李季臻。
私立明道中學。
高一二班。
曹宇廷。
私立明道中學。
高一二班。
吳文卲。
私立明道中學。
高一二班。
壹●前言近年來油價不斷飆漲，不論是交通運輸的汽油、柴油，生火煮飯的瓦斯、天然氣，或是以石油當原料的火力發電，用石油所製造的各種產品，如塑膠、油墨、衣料等，價格皆不斷的攀升，這便說明了石油短缺的現象。
基於人類對石化工業、交通及各種生活必需品等的依賴，雖然石油即將枯竭，我們仍然必須繼續開採石油，然而石油是一種高度污染的燃料，會產生二氧化碳、甲烷等溫室氣體，以及二氧化氮、二氧化硫等有害氣體，造成酸雨、空氣污染還有溫室效應等，且在我們大量使用之下，千年以來的遺產——石油即將用盡，這原本看似取之不盡，用之不竭的燃料，竟因為人類深不見底的慾望而一點一滴的消耗，即將見底！因此近十年來科學家不斷研發各種替代能源以預防這另全人類恐慌的能源大危機。
在我們生活週遭已出現許多替代能源如核能發電、風力發電、太陽能發電、潮汐發電、地熱發電等等，然而其中部分受到自然因素的限制，為了克服這些因素，科學家利用各種方法尋求一種不受這些條件限制的方法，最後發現氫氣能和氧氣行氧化還原反應而放出大量能量，以代替即將消耗殆盡的石油成為新世紀的新能源，這便是科學家們研發出來的「氫燃料電池」。
身為地球上的一份子，地球環境與我們息息相關，這不但是我們生存的空間，也是孕育我們的地方，因此我們將針對「氫燃料電池」這一個當紅的主題，提出研究，探討其中的原理及運作方式。
貳●正文一、目前生產氫氣的方式以原料的來源來區別,氫氣的生產方法可以分為兩大類，一類是由化石原料製氫，主要商業化的製程有：1、蒸氣重組法2、部分氧化法3、水煤氣法另一類則為非化石原料製氫法，主要製程有：4、水電解法5、水光電解法（註1）二、甲烷製氫蒸氣重組法是最有效率且最廣泛被用來製造氫氣的製程，其係利用蒸氣與低碳素的石化原料(常用的是甲烷)反應產生氫氣及二氧化碳的程序，其反應可分為以下兩個主反應其化學反應式如下：合成氣（Synthesis gas generation）生成反應：CH4+H2O→3H2+CO水-氣轉化反應：CO+H2O→H2+CO2總反應：CH4+2H2O+熱→4H2+CO2其簡單的流程示意圖如上圖所示，因為此反應所使用的鎳觸媒會遭到硫份的毒化，故甲烷在進入重組器之前要先進入脫硫器脫硫，使硫含量降至0.5ppm以下，以免毒害觸媒；常用的脫硫法有活性碳法，鹼洗法，胺洗法，酸洗法，加氫脫硫法等，其中活性碳法，鹼洗法，胺洗法適用於氣體原料，酸洗法，加氫脫硫法則適用於液體原料，此外還有氧化鋅法與氧化鐵法適用於除去硫化氫。
此反應為高度吸熱反應因此重組器需要燃料燃燒加熱，藉由空氣與燃料反應產生蒸氣與熱，使反應溫度維持在650~700℃左右，壓力依操作條件不同可操作於7~48大氣壓之間。
因為是大量吸熱反應，故所使用的觸媒要傳熱快才好，可以使用Ni/Al2O3觸媒，於重組器內催化導入的甲烷氣和蒸氣反應，其導入蒸氣與碳素比例為3.5:4.5，重組器出口氣體溫度在870~885℃之間，壓力於22~24大氣壓之間，甲烷轉化率可達95%，組成為76%H2，12%CO，10%CO2，1.3%CH4與少量水蒸氣，重組器出口氣體經由熱交換器將一部份的熱與蒸氣回流，再進一步於轉化器內用鋁為擔體的銅鋅觸媒溫度於200~300℃之間進行水-氣轉化反應，生成86%H2，22%CO2，0.25%CO，1.3%CH4，或用鉻-氧化鐵觸媒催化於340~350℃之間，將一氧化碳轉化成二氧化碳，以得較高之轉化率，由轉化器出來的氣體進一步進入二氧化碳回收系統，於此系統中將氣體重新加熱至315℃，藉由氧化鎳觸媒將二氧化碳轉化成甲烷，並回收作為進料，移除二氧化碳之後再進一步純化得到所要的產品氫氣(98%)。
故此製程並無二氧化碳排放問題。
（同註1）三、甲醇製氫甲醇製氫的方式主要有兩種「電漿重組法」與「蒸氣重組法」，以下是兩種方式的運作過程。
1、甲醇電漿重組一種自發性高溫(autothermal)從甲醇微粒轉化及分離氫氣之重組器；藉著將微米、奈米顆粒大小的甲醇與微米、奈米顆粒大小的水蒸氣混合之超微粒子直接噴入火花電漿加熱器加熱，微米、奈米顆粒大小的超微粒子可以使化學反應接觸面積加大幾十倍以上,反應速度非常快，火花電漿除了加熱的功能以外，電漿能量移轉產生的離子、電子、中子、自由基,則有加快甲醇及水分子分解的反應,並經部分氧氣燃燒及觸媒反應器反應成為氫氣與二氧化碳的混合氣體，復經氫氣分離單元將氫氣分離出來，以作為能源供應至各種內燃機、燃料電池、氫氣動力機等能量產生單元使用者。
該項技術相較於其他產氫技術的優點為產氫速度快不必熱機，省時、快速,省電耗能低，電漿反應每小時生產氫氣276g,僅需電力180w；不需催化劑，省觸媒；且可小型化,甚至於微型化做到可攜帶式用品上。
另外，甲醇電漿重組技術還有以下特性，以甲醇(CH3OH)當原料,化學鍵結構最簡單，容易運送，儲存，且甲醇可由植物，煤礦,垃圾中生產獲得，不虞匱乏;雖然甲醇屬於毒物，在運送與儲存等使用過程系統中，需要相當的安全管理機制。
（註2）圖1，電漿重組運作過程圖片來源：能源科技投資電子報2、甲醇蒸氣重組此法與甲烷為原料大同小異.以高純度甲醇為原料不須經除硫觸媒反應塔除硫只要與RO水混合後予以氣化進入水煤氣發生器,重組反應生成水煤氣.再經一氧化碳反應爐把一氧化碳轉化為氫與二氧化碳.用PSA純化去除不純物CH4,CO, CO2, H2O而達到為高純度99.995%的氫。
水煤氣發生器其主要反應式如下：CH3OH→CO + 2H2-△H (1)CO + H2O→CO2 + H2 +△H (2)總反應式如下:CH3OH + H2O→CO2 + 3H2 -△H…其主要生成物成份為CH4,CO, CO2, H2,H2O 反應式為吸熱反應. 反應溫度在300℃進行一氧化碳反應爐其主要反應式如下:CO + H2O→CO2 + H2 + 9800 cal（註3）四、水解製氫氫可由電解水生成，也可使用熱化學方法從化石燃料製取，最近能源界也積極發展可再生能源製氫的技術。
目前，全球大部分的氫，主要還是透過天然氣，石油和煤等石化燃料來產制；每年全球的氫產量約五千萬噸，並且以每年百分之六到七的速度在持續增加。
水電解製造氫氣是一種傳統的，而且成熟的製造氫氣的方法！他的製造設備很簡單，只要將兩個電極，浸泡在電解液中，中間插入隔離氫，氧氣體的隔膜就完成了電解池了。
然後當直流電通過兩個電極，電解液中的水就會分解成氫氣和氧氣。
整個生產流程很乾淨，無污染，而且他的轉換效率很高，一般都在百分之七十五到八十五左右；但是電量消耗很大，每生產一立方公尺的氫氣，必須消耗電力達4.5~5.5kW / h左右，電費支出佔整個生產費用比重達到百分之八十。
如果拿來和從石化燃料提煉氫氣的方法來比較，並不具有經濟上的競爭力，所以水電解製氫佔全球氫氣生產比重，不到百分之五。
1、水電解製氫的獨特優點不過，水電解製氫還是有其獨特優點，例如生產出來的氫氣純度高，還有生產規模可大可小，投資規模可依照需要來規劃。
此外，對於水力、風力、太陽能資源豐富的地區，或者是城市用電峰、谷落差很大的電網，水電解制氫就是很好的選擇！可以將多餘沒有用到的電能，轉換成氫能的型式儲存，留到需要用的時候再使用。
2、水電解製氫的方法A、重水電解製氫法另一方面，能源科學家也積極的開發各種更經濟，更省能的水電解製氫的方法, 例如更換不同的電解液！相對於傳統採用氫氧化鈉和氫氧化鉀的鹼性水溶液作為電解液，有些工廠則使用純度大於百分之九十九的重水來作為電解液，被稱為重水電解製氫法；這樣的生產製程的優點是除了氫氣之外，還可以生產出高純度的氘氣，氘氣可以應用在光導纖維材料的製造，核醫學，製藥和控制核聚變反應，也是很重要的軍用材料，例如中子彈。
B、煤水電解製氫此外，使用煤水電解製氫，也是另一種選擇，這種製程使用加了煤粉或其他含碳物質的煤水漿作為電解液，可以有效的節省電解耗能達到百分之五十以上！他的缺點主要是除了氫氣之外，還會產出大量的二氧化碳，而不是氧氣，對於環保有相當的壓力。
C、高溫熱解水製氫另一方面，高溫熱解水製氫和熱化學製氫則是目前深受期望的水解產氫製程；有關高溫熱解水製氫，其核心理論簡單來說，就是將水直接加熱到超過攝氏3,000度以上，部分水蒸氣就會分解成氫和氧；他的困難度在於操作的溫度太高，熱能來源是重要的大問題，其中核聚變產生的熱，以及太陽能熱系統，則是被期待的可能解決方案。
（同註2）五、三者比較氫氣的工業生產製程中，以天然氣與甲醇的蒸汽重組製程最為重要，從天然氣與甲醇原料供應的難易與成本的差異，不同生產規模與投資額大小的影響，比較兩種製程在生產效率與經濟效益的差異。
六成的甲醇是由天然氣特製而成，因此甲醇比天然氣貴，但考慮運輸與儲存費用上的差異，兩者的價位差直接受供應方式而異，接受天然氣管線供應的地區，則甲醇的價位約為天然氣的2倍。
從熱力學的理論計算，生產1立方公尺的氫氣，天然氣的能源需求，約為甲醇的1.7倍，但實際操作上需求則大於2倍。
氫氣的生產都導源於水的分解，但因水的能源階層很低，直接分解頗為耗能，必須在很高的溫度才能獲得氫氣。
工業上，水電解生產1立方公尺氫氣的電能為5--7kWH, 相當於18000～25200KJ/M3H2，這是甲醇製程（3080KJ）地5.8～8.2倍，或甲烷製程（6485KJ）的2.7～3.9倍，以甲醇或甲烷生產的氫氣有一半是間接來自於水的催化分解，因此甲醇或甲烷扮演的是能量的供應以減少水本身分解所要的能量，代價是產生一些二氧化碳；水的電解雖不產生二氧化碳，但3～8倍的能源需求，以目前的電源供應方式，所產生的二氧化碳更多。
氫氣的工業生產方法主要的有水的電解，鹽水電解生產「氯氣」與「氫氧化鈉」時的副產品回收，天然氣或輕油的蒸氣重組甲醇的蒸汽重組及石化廠副產品的回收，煤氣化的合成氣及最近開發中的生質材的氣化等幾種。
目前工業上的氫氣生產主要依賴甲醇或天然氣的蒸氣的蒸汽重組製程來供應。
甲醇的來源主要由天然氣或回收油田不用的廢氣或煤炭，轉製為合成氣再利用銅鋅觸媒在50∼100atm､250℃下反應製造成甲醇（註3）。
因此甲醇的價位雖略高於天然氣，但因其他的優點，甲醇的價位仍廣被接受於氫氣生產或化學工業中重要的化學原料，如甲醛及汽油添劑（NTBE）。
天然氣主要是甲烷，天然氣由氣田或石油油田開採後，脫水、淨化、蒸餾分離後再利用高壓管或冷凝為液態，輸送用戶。
此外，甲烷也可由有機物的發酵中得到，天然氣燃燒提供大量的熱能，其燃熱為891KJ/mol（39,777kj/M）或50.1MJ/kg，其單位質量發熱量為所有碳氫化合物中最高者，燃燒後轉為蒸汽與二氧化碳排放、故常被用作燃料來推動燃氣輪機及鍋爐。