在碳中和背景下，氢能源非常有发展前途。氢能源的优点是1）零排放，2）燃值高，3）用途广。火箭推进要大批量使用液化氢，工业生产要用氢，特别是氢能汽车要用氢，全国的氢需求量极大。

  天然气制氢是我国的主要制氢方式之一。原因有二，一是在我国的一些‘盆地’和‘沿海’都聚集天然气，气源方便；二是，天然气制氢工艺是成熟的。

  ‘天然气’其实就是‘甲烷’和‘一氧化碳’的混合气体，甲烷占90%以上；所以用天然气制氢需要增加甲烷处理的工序。其主要反应式如下 ：

  1）天然气和水在 800~900℃高温和氧化镍催化剂的条件下反应生成一氧化碳和氢气。反应式为

  2）一氧化碳和水在 300-400℃条件下，在三氧化二铁催化剂的条件下，反应生成二氧化碳和氢气。反应式为

  用天然气制氢的工艺成熟，效率较高。用该方法制氢成本的重点是天然气价格。

  最关键的技术在于将煤“气化”。煤可以直接在地下煤层中气化，也可以将煤放在气化炉内气化。无论是哪种‘气化’方法，都需要三个条件，一是高温，二是气化剂（一般用蒸汽、空气或氧气），三是密闭空间的‘气化炉’。

  煤气化制氢最重要的包含三个过程，即造气反应、水煤气转化反应、氢的纯化与压缩储存。

  现在一般都会采用“长通道，大断面，两阶段”的‘煤炭气化’新工艺。在第一阶段，鼓入空气助燃，煤层蓄热，产生鼓风煤气。第二阶段，鼓入水蒸气，水蒸气与炽热的煤层相遇，发生分解反应，形成地下水煤气。这样排出的是‘中热值’的煤气，其中含有大量的‘氢’、‘一氧化碳’。这里所指的‘大断面’可以使燃煤量增大，蓄热量增多，为第二阶段提供足够的反应热；这里所指的‘长通道’可以使得水和煤的反应时间变长，增加有效产出。

  煤炭地下气化，能够尽可能的防止露天开采或地下开采所带来的‘工程问题’和‘环境问题’，地下气化后的灰渣、氧化物、放射性物质、矸石全部留在地下，气化完成后向地下‘注浆’，避免地表沉陷。

  对于煤质量差的矿区，范围小的矿区，用‘煤炭地下气化’很适合，也非常有利于环保。

  用煤炼焦，即煤在隔绝空气的条件下加热到1000~1100℃，就获得焦炭、煤焦油和混合煤气这3类产物。

  1）焦炭。是炼焦最重要的产品。焦炭90%以上用于高炉炼铁，少量做工业它用。

  3）混合煤气。其中含有氨、粗苯、硫、甲烷、一氧化碳。使用各种手段，可以分离出甲烷和一氧化碳，这是制氢的原料。在炼焦中，制氢是副产品，不是主要目的。

  通过适当调节盐水流量，可使阳极区液面高于阴极区液面，由此产生一定的静压差，使阳极Na离子透过隔膜向阴极室移动，其流向恰与阴极区OH离子向阳极区的电迁扩散方向相反，形成NaOH，从而大幅度减少进入阳极区的OH离子数量，抑制析氧反应及其他副反应的发生，促进阳极区产氯效率提高，促进阴极区产氢和碱液的效率提高。

  传统方法电解盐水，采用石棉隔膜，制碱和制氢的效率都不高，电耗高，污染严重，关键是石棉隔膜不佳。

  这里只介绍传统的电解水制氢方法，该方法是通过电能破坏水分子的氢氧键来制取氢气的。其工艺过程简单、无污染，制取效率高，但是耗电严重，电费占整个水电解制氢生产费用的 80%左右。传统电解水制氢的原理图如下：

  水电解制氢的重点是减少相关成本。怎么来降低能耗？怎么样提高氢气和氧气的产出率，一直是科研工作者所追求的目标。

  在碳中和背景下,氢能是新能源领域中与油气行业现存业务结合最紧密的一类，也是帮助油气行业早日实现碳达峰、碳中和的最佳路径之一。

  我国十分重视制氢工业的发展，前段时间，中石化“十四五”规划，要建立1000座加氢站。

  从制氢的规律看，应该在煤炭产区多建“煤炭制氢”企业，应该在天然气产区多建“天然气制氢”企业，在沿海应该配合制碱建立“氯碱制氢”企业。

  作者认为，有两点还值得很重视：一是，我国应该充分的利用风电和太阳能发电建立制氢企业；二是，应该充分的利用‘盐穴储氢技术’，应地治易地组建制氢企业。