氢气在能源领域应用现状

林涛

上海市节能减排中心有限公司 上海 200001

氢元素位于元素周期表的第一位，在自然中分布很广。若按原子百分数计算，在地壳中氢原子所占比例高达17.0%。氢气（H2）由双氢原子组成的，无色无味无臭，极易燃烧的气体，是氢的单质形态。其在常温常压下为气态，密度仅为0.0899kg/m3。16世纪初，氢气才通过将金属置于强酸中的方法被人工生成。现已被广泛应用于医疗、工业生产及能源等多个领域。

每千克氢气燃烧后产生的热量为142.4MJ，约为汽油的3.0倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，燃烧产物为水。作为一种二次新能源，氢气具有资源蕴含丰富，来源多样，可储存，可再生，燃烧热值高，清洁无污染等特点，现已被世界多个国家视作战略性能源来发展，将在21世纪世界能源舞台上起到举足轻重的作用[1]。

1 国内氢气生产及制氢成本分析

1.1 国内氢气产量及来源

2009年，我国成为全球氢气产量最大的国家。至2016年，我国氢气产量达到2188.0万吨，占世界总产量的34.0%。其主要来源包括：煤气化制氢、天然气制氢、石油制氢、工业副产制氢及电解水制氢等，其中：煤气化制氢、天然气制氢、石油制氢、工业副产制氢产量占全国总产量的96.0%，电解水制氢产量仅占4.0%。

图1 2014-2016年我国氢气产量

图2 中国氢气产量结构图

1.2 制氢企业分布情况

从制氢企业分布来看，我国的制氢企业主要集中在北京市、山东省、江苏省、上海市、广东省等省和直辖市，其氢产量超过全国总量的60.0%；从地区分布和行业发展速度来看，呈现东部沿海制氢企业多、发展较快，内陆制氢企业少、发展缓慢的特点[2]。……