1 煤制氢

煤气化制氢的特点是流程长、投资高，运行相对复杂，同时原料相对便宜、带来成本优势。主要工艺流程为煤或煤焦与纯氧和蒸气反应得到以H₂和CO为主要组分的煤气，再经过煤气净化、CO变换以及H₂提纯等生产过程获得一定纯度的氢气。煤制氢装置的期初投资额较高，需要大规模制氢，才能分摊折旧压力，规模越大，成本优势更明显。目前国内煤制氢装置规模通常在每小时几万标准立方米至十几万标准立方米，投资额在几亿至几十亿不等。煤制氢废水、废气、废渣排放量大，环保投入大，因此一般用于化工生产，将碳元素转移到化工产品从而减少碳排放；若单独生产氢气，每千克H₂约产生19-29kg的CO₂，按北京2018年碳交易价50元/吨考虑，氢气生产成本会增加1-1.5元/kg。此外，煤制氢气中含有的杂质较多，对于纯化装置要求较高，从而抬高了其生产总成本。

2 天然气制氢

天然气制氢的特点是流程短、投资低、技术相对成熟、运行稳定、环境友好，但原料成本较高，制氢成本受天然气价格的影响较大，近几年天然气价格一路飙升且冬季限气保民用一直未能得到改善。主要工艺流程为：天然气与水蒸气重整制得以H₂、CO、CO₂为主要组分的合成气，再经过CO变换以及H₂提纯生产过程获得一定纯度的氢气。天然气制氢是化石能源制氢中最环保的工艺路径，因此天然气制氢也是全球氢气的主要来源，但由于国内天然气资源相对匮乏且价格昂贵，大规模推广具备一定难度。碳排放角度看，通过天然气制氢工艺，每制得1kg氢气，将排放10.86-12.49kg的二氧化碳，碳排放量远低于煤制氢工艺，若征收高额碳税，国内天然气制氢成本有望低于煤制氢成本。

3 甲醇制氢

甲醇制氢具备规模灵活、投资成本低、碳排放低、原料易得等优势。国内甲醇制氢主要采用甲醇水蒸气重整制氢工艺，即甲醇与水蒸气重整制得以H₂、CO、CO₂为主要组分的合成气，再经过CO变换以及H2提纯等生产过程获得一定纯度的氢气。甲醇制氢受制于几点，甲醇价格波动较大、运输储存不方便、经过PSA后残余甲醇不能彻底解决，目前国内正在研发用催化燃烧办法解决环保问题。

4 工业副产制氢

工业副产制制氢就是将富含氢气的工业尾气作为原料，主要采用变压吸附法（PSA法），回收提纯制氢。目前主要尾气来源有氯碱工业副产气、焦炉煤气、轻烃裂解副产气。与其他制氢方式相比，工业副产品制氢的最大优势在于几乎无需额外的资本投入和化石原料投入，所获氢气在成本和减排方面有显著优势。

5 氯碱副产制氢

氯碱副产制氢具备提纯难度小、杂质含量低、氢气得到有效利用等优势。氯碱厂以食盐水为原料，采用离子膜或石棉隔膜电解槽，生产出烧碱、氯气、以及副产品氢气。大部分氯碱厂采用物理吸附法PSA法，将其副产品氢气提纯，可获得高纯度氢气，该工艺具备能耗低、投资少、自动化程度高、产品纯度高、无污染等优势。考虑副产氢气纯度在提纯前已高达99%以上，主要杂质是氧气、氮气、水蒸气，该工艺下高纯度氢气的生产成本只有1.3-1.5元/Nm³，与其他制备方法相比，成本、环保优势凸显。

6 焦炉煤气制氢

我国是全球最大的焦炭生产国，2019年国内焦炭产量达到4.95亿吨，占全球总产量的60%。焦炉煤气是炼焦过程的副产物，除含大量氢气（55%以上）、甲烷（一般在20-30%之间）之外，其他组分有一氧化碳、二氧化碳，随原料煤的不同有较大的差别。焦炉煤气变压吸附制氢工艺过程分为甲烷分离（制LNG、CNG等）、冷冻净化分离,变压吸附脱碳烃、脱硫压缩、变压吸附制氢和脱氧等五道工序，最终制取氢气的纯度超过99.999%。国内焦炉煤气制取氢气的理论空间最大，但是钢铁联合焦化企业自身循环利用系统通常较为完善，大部分焦化气已实现充分利用，目前焦炉气用于制甲醇、合成氨、LNG后提氢等等运用范围很广。

7 轻烃裂解制氢

轻烃裂解制氢主要有丙烷脱氢（PDH）和乙烷裂解两种路径。

乙烷裂解制乙烯装置主要集中在北美、中东和东南亚，2017年开始，中国企业发力乙烷制乙烯市场，陆续有多家企业宣布将引进美国低价的轻烃原料生产乙烯。国内乙烷裂解项目正加速落地，据不完全统计，至2022年末，国内乙烯产能将达到858万吨，副产氢气55.34万吨（1吨乙烯副产64.5kg氢气）。

PDH装置副产的氢气纯度高，提纯难度小，且大部分产能靠近东部沿海地区，与下游燃料电池应用市场紧密贴合，具备广阔前景。截至2019年6月末，国内共有10个PDH项目投产，另有4个在建，还有多家企业PDH项目处于前期工作，其中有确切投产年份规划的有4个。预计到2023年末，国内18个PDH项目丙烯总产能将达1035万吨/年，副产氢气39万吨/年。

8 电解水制氢

水电解制氢具备工艺简单、无污染、氢气产品纯度高等优势，缺点在于成本高、耗电量大、暂不具备大规模推广应用的可能。最主要制约电解水制氢技术发展的主要因素在于成本过高。目前，在主流制氢方法中，煤气化制氢的成本最低，而电解水制氢成本远高于石化燃料，高达5.2美元/千克。此外，相对于石油售价而言，煤气化制氢和天然气重整制氢已经存在一定的利润空间，而电解水制氢远未实现盈利，故影响了该技术在市场上的应用推广。

电解水制氢是在阴极上发生还原反应析出氢气和阳极上发生氧化反应析出氧气的反应，工艺简单，完全自动化，操作方便。其氢气产品的纯度也极高，一般可以达到99-99.9%水平，且主要杂质为H₂O和O₂，特别适合对CO等杂质含量要求极为严格的质子膜燃料电池。小编认为，因地制宜发展水电解制氢前景广阔，在弃电严重的地区，有望成为消纳清洁电力的解决方案。2018年全国可再生能源弃电量约1,000亿千瓦时，若全部用于电解水制氢，理论上可转换为180万吨氢气。