氢能是公认的21世纪最具发展潜力的清洁能源，世界各国均制定了氢能发展规划，产业发展十分迅速。欧洲将氢能确立为欧洲大陆主要交通燃料，正在推动大规模加氢网络建设。美国也正在开展大规模氢燃料电池车示范工程。日本是发展商用氢能汽车及氢能电站最早最快的国家，即将实施全球商业运营计划。 近年来，我国氢燃料电池分布式电站和氢能汽车产业正在快速孕育形成，各地均制定了产业发展规划，打造规模宏大的氢能经济。 上海率先出台燃料电池汽车发展规划，此后武汉和苏州相继发布氢能产业规划。武汉提出，2018年至2020年聚集超过100家燃料电池汽车产业链相关企业，燃料电池汽车全产业链年产值超过100亿元等。到2025年，武汉将产生3家至5家氢能国际领军企业，建成加氢站30座至100座，氢能燃料电池全产业链年产值力争突破1000亿元，成为世界级新型氢能城市。苏州将加大财政对氢能产业发展和科技创新的投入力度，研究加氢站、燃料电池汽车、加氢终端补贴等政策，降低消费者使用成本。继上海、武汉和苏州出台促进氢能产业发展规划后，广东、山西等多地也部署了氢能发展规划。其中，广东佛山率先实施了氢能产业园建设，引进加拿大巴拉德动力系统公司技术建设氢燃料电池生产线，建成后达到每年20000套、30万KW电堆产品的生产能力。 水相重整制氢技术优势明显 氢燃料电池分布式电站和氢能汽车产业的发展，与制氢、储氢技术紧密相连。如何规模而廉价地生产氢成为氢能产业链必需解决的上游关键技术。目前已经工业化的制氢技术包括煤气化制氢、石油裂解制氢、天然气重整制氢、甲醇水蒸气重整制氢、氨分解制氢和水电解制氢等。煤、石油及天然气等化石资源制氢规模大、制氢成本较低，但氢的储运不便利，存在规模制氢与分布式用氢之间的矛盾。而后三种工业制氢技术属于中小规模制氢，满足了分布式用氢的特点和需求，但存在或能耗大、或成本高、或原料规模供应难等缺陷。 近年来，水相重整制氢技术一经提出，便得到了快速发展。该技术以小分子含氧化合物的水溶液为原料，在单个转化器中一步制取超低CO含量的氢气，经简单纯化处理后即可满足工业用高纯氢或质子交换膜燃料电池高纯氢的严格要求。水相重整制氢技术具有制氢温度低（<200℃）、制氢能耗低（原料无需汽化）、流程简单（单个反应器）、制氢成本低及低碳等鲜明特点和优势。 乙醇水相重整制氢技术 可保障燃料乙醇产业可持续发展 燃料乙醇由于具有清洁和可再生的突出优点而得到了快速发展，目前产能已达到260万吨/年的规模，预计到2020年产能将突破1000万吨/年，新建产能以发展非粮燃料乙醇为主。国家发展改革委、国家能源局、财政部等15部委下发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，提出到2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油。因此，燃料乙醇的规模化生产、储运及加注设施均十分成熟，并将建立覆盖全国范围的庞大网络。 与此同时，世界各国又相继出台了禁售燃油车的倒计时计划。这就为燃料乙醇产业的长远可持续发展造成了矛盾，已经建立起来的庞大的产业供应链何去何从？发展乙醇水相重整制氢-燃料电池汽车产业，是保障燃料乙醇产业可持续发展的可行方案。 乙醇具有单位体积储氢量高、活化温度低、副产物少、价廉易得、无毒及密封件腐蚀性小等诸多优点,是理想的液体储氢原料。乙醇水相重整制氢技术因流程简单、条件温和及能耗低等优点，非常适合于分布式中小规模制氢，甚至作为车载移动氢源。 目前，我国燃料电池车一般采用35MPa高压容器储氢作为车载氢源，低于国际通用标准（70MPa）。所需氢气一般在制氢工厂集中生产，采用高压容器车辆远距离运送至加氢站，再通过终端机加注到车载高压储氢罐中，驱动燃料电池动力系统。因此，氢气的运输成本较高，单座加氢站的供氢能力十分有限。目前已建成的加氢站供氢能力通常仅为200Kg/d，仅能为10余辆燃料电池公交车加注氢气。而新建一座200Kg/d的加氢站，往往需要上千万的建造成本。 然而，在现有的乙醇汽油加油站基础上，采用乙醇水相重整制氢技术进行站内制氢，只需少量资金投入，即可将乙醇汽油加油站升级为加油/加氢综合站，供氢能力可数十倍提高，无需远距离运输氢气，公斤氢成本也将有所降低。 目前，乙醇水相重整制氢技术还处于试验发展阶段，在高水热稳定的催化材料、系统集成优化、装备的标准化与系列化等方面还有待发展完善，但应用前景十分广阔。 （作者单位：广东工业大学轻工化工学院）
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