摘要：氫氣既是理想高效的清潔能源，又是用途廣泛的化工原料。以傳統(tǒng)能源制氫為主導(dǎo)的制氫產(chǎn)業(yè)具有高能耗高污染的弊端，在資源環(huán)保問題日益突出的當(dāng)下，全方位對比研究各類制氫技術(shù)的優(yōu)劣特征，為制氫產(chǎn)業(yè)提供健康發(fā)展的技術(shù)路線顯得尤為重要。本文主要以傳統(tǒng)制氫技術(shù)（煤氣化制氫、天然氣制氫等）和新型制氫技術(shù)（熱化學(xué)制氫、可再生能源發(fā)電制氫、生物質(zhì)氣化制氫等）為對象，對其生命周期評價方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。論文首先介紹了生命周期評價的研究過程和思路，闡述了各類制氫技術(shù)的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀，重點研究了各類制氫技術(shù)的能耗和溫室氣體釋放數(shù)據(jù)，同時結(jié)合生命周期成本分析，歸納了各制氫技術(shù)的制氫成本。論文通過分析各類制氫技術(shù)的優(yōu)劣性，總結(jié)得出新型制氫技術(shù)具有優(yōu)秀的節(jié)能環(huán)保性，但制氫成本較高。其中，風(fēng)電制氫技術(shù)的環(huán)保性最佳，而核能熱化學(xué)制氫在未來具有大規(guī)模應(yīng)用的潛力。根據(jù)當(dāng)前制氫格局的發(fā)展?fàn)顩r和各類制氫技術(shù)的特點，論文最后作出了關(guān)于制氫技術(shù)發(fā)展的前景展望。

關(guān)鍵詞：制氫；再生能源；生命周期評價；溫室氣體；能耗

     氫氣作為理想的清潔能源，是未來能源發(fā)展格局中的關(guān)鍵組成部分。氫氣也是一種重要的化工原料，在合成氨和石油煉制等行業(yè)都有大規(guī)模的應(yīng)用。來自Persistence市場研究公司的一份報告顯示，全球氫氣需求總量將從2013年的2553億立方米增至2020年的3248億立方米，增幅達(dá)27.2%，可見氫氣需求量增長迅速。

     氫氣在自然界中不以分子形式存在，獲取氫氣需要通過一定的技術(shù)手段從含有氫元素的水或碳水化合物中轉(zhuǎn)化得到。目前全球約96%的氫氣制備來源于傳統(tǒng)化石能源，其中天然氣蒸汽重整制氫占48%、石腦油重整制氫占30%、煤氣化制氫占18%。傳統(tǒng)化石能源制氫技術(shù)存在高污染高能耗的缺陷，隨著世界相關(guān)環(huán)保法規(guī)要求的日趨嚴(yán)格，基于可再生能源利用和核能利用的新型制氫技術(shù)越來越受到重視。新型制氫技術(shù)，包括基于水電解反應(yīng)的可再生能源發(fā)電制氫、生物質(zhì)氣化制氫、核能熱化學(xué)制氫等。無論是傳統(tǒng)制氫技術(shù)還是新型制氫技術(shù)，氫氣的生產(chǎn)過程必然伴隨著一定的物耗和能耗，從而對環(huán)境產(chǎn)生影響。只有充分認(rèn)識氫氣制備過程中各環(huán)節(jié)的影響，才能客觀評價各類制氫技術(shù)的環(huán)保效益。

     生命周期評價是研究產(chǎn)業(yè)環(huán)保效益的有效工具，在全球各領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。本文對國內(nèi)外各類制氫技術(shù)的生命周期評價研究進(jìn)行綜述，圍繞能耗和溫室氣體釋放當(dāng)量兩個特征指標(biāo)，評估對比各類制氫技術(shù)的總體特征，總結(jié)得出制氫產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展前景。

1生命周期評價理論

     生命周期評價是匯總和評估一個產(chǎn)品（或服務(wù)）體系在整個壽命周期內(nèi)所有投入、投出及其對環(huán)境直接造成或潛在影響的方法。從生命周期評價的全局思路而言，它首先辨識和量化目標(biāo)產(chǎn)品在其整個生命周期中的能耗、資源消耗量以及對環(huán)境的釋放量，然后評價這些消耗和釋放造成的影響大小，進(jìn)而提出改善意見，得出相關(guān)結(jié)論。目前生命周期評價的方法還處在研究和發(fā)展階段，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將生命周期評價的過程分為互相聯(lián)系、不斷重復(fù)進(jìn)行的4個步驟，即目的與范圍確定、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋，這是目前進(jìn)行生命周期評價活動采用的主流方法。生命周期評價對于指導(dǎo)實際生產(chǎn)過程具有重大意義。

     制氫技術(shù)的生命周期評價，主體思路是評估從氫氣制備到氫氣成品儲運過程的生命周期影響，其研究開展過程是通過匯總所有涉及到制氫技術(shù)流程的清單數(shù)據(jù)，綜合得出對應(yīng)制氫技術(shù)的影響情況，并根據(jù)影響結(jié)果總結(jié)評價意見。

2制氫技術(shù)的生命周期評價

2.1煤氣化制氫

     煤氣化制氫是指煤與水蒸氣在一定溫度壓力條件下發(fā)生反應(yīng)而得到合成氣，再通過對合成氣中CO的轉(zhuǎn)化處理，將合成氣全部轉(zhuǎn)化為氫氣的技術(shù)。煤氣化制氫技術(shù)在我國有良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，目前主要存在污染嚴(yán)重等環(huán)保問題。煤氣化制氫需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造，從設(shè)備、系統(tǒng)運行等方面全面提高技術(shù)水平，才能順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。關(guān)于煤氣化制氫技術(shù)的生命周期評價體系和相關(guān)工作較為成熟，這也為煤氣化制氫技術(shù)的升級提供了理論指導(dǎo)。

     目前成熟的煤氣化制氫工藝指將煤運輸?shù)綒饣癄t內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)制氫的過程。煤氣化制氫的生命周期，包含煤的獲取、煤的運輸、氫氣制備與收集、氫氣的運輸4個流程。

     安大略理工大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的CETINKAYA等組成的團(tuán)隊專門研究各類制氫技術(shù)的溫室氣體釋放量，研究成果在業(yè)內(nèi)具有一定的認(rèn)可度。該團(tuán)隊采用生命周期評價理念，針對煤氣化制氫技術(shù)，從煤的開采到氫氣的加工制備進(jìn)行了清單分析，得出制氫規(guī)模為284噸氫氣/天的煤氣化制氫系統(tǒng)溫室氣體釋放當(dāng)量為11299.18gCO₂/kgH₂，該系統(tǒng)不采用二氧化碳捕集單元；西安建筑科技大學(xué)的李奕陽以無煙煤為研究對象，通過生命周期評價方法探索了我國煤地面氣化制氫技術(shù)的能耗情況。該研究將煤氣化制氫過程的能耗分為總物耗對應(yīng)能耗、生產(chǎn)氫氣能耗（滿負(fù)荷生產(chǎn)時的電力需求）和末端環(huán)節(jié)的能耗，結(jié)果表明無煙煤氣化制氫系統(tǒng)的總折算能耗為321.9MJ/kgH₂。

     波蘭克拉科夫AGH科技大學(xué)的BURMISTRZ等組成的研究團(tuán)隊致力于實際制氫項目的整體效益研究，該團(tuán)隊用生命周期評價思路對比了Shell和Texaco/GE公司兩種煤氣化制氫工藝的影響情況，綜合評判煤氣化制氫工藝的具體效益。兩家公司均采用地面加壓氣流床氣化制氫手段，不同點主要在于煤樣的選擇和預(yù)處理工藝。Texaco/GE的工藝采用水煤漿預(yù)處理技術(shù)，即先將煤樣與水混合制成水煤漿后，再進(jìn)入加壓氣流床進(jìn)行氣化反應(yīng)；Shell的工藝采用煤粉預(yù)處理技術(shù)，向氣化反應(yīng)爐輸送干煤粉燃料，之后再與蒸汽、空氣發(fā)生氣化反應(yīng)。兩個系統(tǒng)均加入了二氧化碳捕集單元，制氫效率均為85%，評價結(jié)果整理如表1所示。

     根據(jù)上述研究結(jié)果得出，煤氣化制氫的能耗為190～325MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為5000～11300gCO₂/kgH₂?？傮w而言，煤氣化制氫技術(shù)能耗高，對環(huán)境也不夠友好。通過對比上述案例可發(fā)現(xiàn)，在煤氣化制氫系統(tǒng)中，采用二氧化碳捕集設(shè)備可大大減少二氧化碳的直接排放，對系統(tǒng)的環(huán)保效益產(chǎn)生積極影響。但是，加入二氧化碳捕集裝置無疑也會造成較大的能耗，降低了制氫系統(tǒng)的能源利用率；同時，二氧化碳捕集單元的建設(shè)成本較高，這對制氫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益會帶來不良影響，容易打擊制氫企業(yè)的投入積極性。二氧化碳捕集技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該朝著低能耗低成本的方向進(jìn)行，這樣才能為煤氣化制氫技術(shù)的環(huán)保效益帶來實質(zhì)性推動。

2.2天然氣制氫

     天然氣制氫技術(shù)較為成熟，產(chǎn)氫率高，是目前最常用的制氫技術(shù)。甲烷是天然氣中的主要氣體成分，天然氣制氫技術(shù)的主體依托于各類甲烷轉(zhuǎn)化制氫反應(yīng)。甲烷轉(zhuǎn)化制備氫氣有兩種思路原理：一種是先將甲烷與水蒸氣在一定反應(yīng)條件下反應(yīng)生成合成氣，再將合成氣中的CO成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而制得高純度氫氣，即甲烷水蒸氣重整技術(shù)；另一種是通過制造反應(yīng)條件使甲烷直接分解成氫氣和積炭，再通過分離提純產(chǎn)物獲得氫氣，代表性技術(shù)為甲烷熱解技術(shù)。目前天然氣制氫技術(shù)的生命周期評價發(fā)展較為成熟，評價結(jié)果顯示該技術(shù)的環(huán)保性能有待提升。

2.2.1以甲烷水蒸氣重整技術(shù)為核心的天然氣制氫技術(shù)

     傳統(tǒng)的甲烷水蒸氣重整制氫流程包括原料氣預(yù)熱、脫硫、蒸汽轉(zhuǎn)化、中變、低變、CO₂脫除和甲烷化等環(huán)節(jié)。由于制氫流程對整個生命周期的影響評價起到關(guān)鍵性作用，因此研究者在作生命周期評價清單分析時，往往對原料氣的來源作合理地數(shù)據(jù)采集，而重點核算制氫過程數(shù)據(jù)。

     美國國家可再生能源實驗室（NREL）的SPATH和MANN長期從事甲烷水蒸氣重整制氫系統(tǒng)的生命周期評價研究，其研究思路和相關(guān)數(shù)據(jù)受到了許多研究團(tuán)隊的借鑒和引用，研究成果具有一定的權(quán)威代表性。該研究建立了從天然氣開采運輸?shù)街茪涔S生產(chǎn)氫氣的生命周期過程，追溯了各類環(huán)節(jié)物耗和能耗的詳細(xì)清單來源，構(gòu)筑了完整的系統(tǒng)邊界，評價結(jié)果表明，制氫廠運行環(huán)節(jié)的能耗和溫室氣體釋放量分別占系統(tǒng)生命周期總量的87.1%和74.8%，是整個系統(tǒng)的主要影響環(huán)節(jié)。CETINKAYA等在SPATH和MANN的研究基礎(chǔ)上采用較新的清單數(shù)據(jù)對評價結(jié)果進(jìn)行更新，得出甲烷水蒸氣重整制氫技術(shù)的生命周期溫室氣體釋放量為11893gCO₂/kgH₂，能耗為165.66MJ/kgH₂。SULEMAN等采用生命周期評價方法研究甲烷水蒸氣重整技術(shù)的整體環(huán)境效益，分析結(jié)果表明該技術(shù)的溫室氣體釋放量為11957gCO₂/kgH₂。AMRAN等將甲烷水蒸氣重整技術(shù)的生命周期系統(tǒng)邊界劃分為天然氣開采、天然氣運輸、氫氣制造等流程，通過計算得出該系統(tǒng)的溫室氣體釋放當(dāng)量為11250gCO₂/kgH₂，其中制氫過程的溫室氣體釋放為5180gCO₂/kgH₂，為所有流程中溫室氣體釋放占比最高的環(huán)節(jié)；BHANDARI等通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)收集的方法，總結(jié)得出甲烷水蒸氣重整制氫工藝的溫室氣體釋放當(dāng)量為8900～12900gCO₂/kgH₂。

2.2.2以甲烷熱解為核心的天然氣制氫技術(shù)

     甲烷熱解制氫是指甲烷在高溫環(huán)境中受熱裂解成碳和氫氣的技術(shù)，該反應(yīng)的進(jìn)行需要加入相關(guān)催化劑，目前應(yīng)用較為廣泛的催化劑有熔融金屬和熔融碳兩種類型。熔融金屬催化劑的催化效果較好，提高反應(yīng)效率明顯，不足之處在于容易失活，需要不斷補(bǔ)充更新，生產(chǎn)成本高；熔融碳可以從熱裂解產(chǎn)物中直接分離獲得，從而實現(xiàn)催化劑自動更新，系統(tǒng)運行效率好，不足之處在于催化效果有待提升。德國亞琛工業(yè)大學(xué)熱力學(xué)研究團(tuán)隊的POSTELS和西班牙卡洛斯三世大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院的DUFOUR分別采用上述兩種類型催化劑對甲烷熱解制氫的生命周期影響情況進(jìn)行研究，結(jié)果如下所示。

     POSTELS等用生命周期評價方法探究了以熔融金屬作為催化反應(yīng)床的甲烷熱解制氫系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心主反應(yīng)器采用IASS和KIT兩家機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案，金屬催化床的成分為76.2%的錫和23.8%的石英。該案例分別設(shè)置了不同溫度條件下的實驗工況和工廠實際運行工況，并與理論工況進(jìn)行對比，綜合得出從原料氣獲取到制氫結(jié)束的生命周期影響評價。案例不考慮積炭的處理過程，結(jié)果表明，熱解制氫系統(tǒng)生命周期的能耗為298.34～358.01MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為3900～9500gCO₂/kgH₂。影響溫室氣體釋放的主要環(huán)節(jié)是金屬催化劑的維護(hù)與更新過程，該環(huán)節(jié)是制氫運行過程的重要環(huán)節(jié)。DUFOUR等建立了熔融碳催化劑自動更新（ADR）的甲烷熱解制氫系統(tǒng)，設(shè)定了轉(zhuǎn)化率分別為70%和96%的運行工況，前者接近實際運行情況，后者為理論上甲烷熱解制氫可達(dá)到的最大轉(zhuǎn)化率。該案例利用Simapro7.1作為生命周期分析軟件，系統(tǒng)邊界包括相關(guān)電力系統(tǒng)建設(shè)、設(shè)備投入、反應(yīng)過程維護(hù)等環(huán)節(jié)，未考慮原料氣獲取、尾氣處理等過程的相關(guān)能耗物耗清單。結(jié)果顯示，系統(tǒng)的溫室氣體釋放主要來自甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣的反應(yīng)運行過程，該部分是提升系統(tǒng)環(huán)保效益的關(guān)鍵要素。

2.2.3小結(jié)

     通過兩種制氫方法的橫向比較可得出，甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫的能耗相對較低，而甲烷熱解制氫的溫室氣體釋放量相對較少，兩種技術(shù)各有優(yōu)劣。天然氣制氫運行生命周期的能耗為165～360MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為3900～12900gCO2/kgH₂。制氫反應(yīng)運行過程是造成系統(tǒng)能耗和溫室氣體釋放的主要因素，因此提高系統(tǒng)的整體環(huán)保效應(yīng)需從改善反應(yīng)條件，減少反應(yīng)過程能耗損失等方面著手。

2.3基于熱化學(xué)循環(huán)的核能熱利用制氫

     由于水直接熱解離所需的溫度超過4000℃，并且在高溫條件下同時生產(chǎn)氧氣和氫氣容易發(fā)生爆炸事故，因而將水直接加熱解離制氫的方案很難實施。為了規(guī)避上述問題，人們提出了采用熱化學(xué)循環(huán)方法制氫的方法，即通過若干個化學(xué)反應(yīng)，將水的分解分成幾個中間反應(yīng)進(jìn)行，這樣不僅降低了反應(yīng)溫度，而且可以避免氫氣和氧氣同時產(chǎn)生。比較典型的熱化學(xué)循環(huán)制氫方法有硫-碘循環(huán)制氫和銅-氯循環(huán)制氫等。

     采用熱化學(xué)循環(huán)法制氫需要大量的熱能，目前關(guān)于此領(lǐng)域的生命周期評價研究多將熱化學(xué)循環(huán)系統(tǒng)與核能供熱系統(tǒng)進(jìn)行耦合，以提高制氫系統(tǒng)的整體效益。利用核反應(yīng)為熱化學(xué)循環(huán)提供熱量，是一種先進(jìn)環(huán)保的制氫技術(shù)，具有良好的應(yīng)用前景。核能/熱化學(xué)循環(huán)聯(lián)合系統(tǒng)較為復(fù)雜，實際應(yīng)用案例較少，因此研究者們針對此技術(shù)進(jìn)行生命周期評價時，一般是根據(jù)已有的數(shù)據(jù)結(jié)合理論算法進(jìn)行合理評估，得出相關(guān)影響評價結(jié)果。下面就硫-碘循環(huán)和銅-氯循環(huán)制氫的研究結(jié)果開展論述。

2.3.1基于硫-碘循環(huán)的核能熱利用制氫

     硫-碘循環(huán)制氫的思路是通過引入含硫和含碘的化學(xué)物質(zhì)，將水分解主反應(yīng)分成三個步驟進(jìn)行，分別為Bunsen反應(yīng)、H₂SO₄分解反應(yīng)和HI分解反應(yīng)。硫-碘循環(huán)反應(yīng)所需的熱量來源于核反應(yīng)堆，因此針對核能供熱的硫-碘循環(huán)制氫系統(tǒng)的生命周期系統(tǒng)邊界劃分，應(yīng)當(dāng)包含核反應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)、硫-碘循環(huán)系統(tǒng)建設(shè)、核反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)耦合運行等流程。

     安大略理工大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的OZBILEN等組成的研究團(tuán)隊專門研究核能熱化學(xué)循環(huán)系統(tǒng)的生命周期環(huán)境效益，其研究成果受到了多方機(jī)構(gòu)引用，參考價值較高。團(tuán)隊的研究表明，基于硫-碘循環(huán)的核能熱利用制氫技術(shù)的溫室氣體釋放當(dāng)量為860gCO₂/kgH₂，能耗為373MJ/kgH₂（電能消耗以30%的效率折算為一次能源）；挪威科技大學(xué)SOLLI等組成的研究團(tuán)隊長期從事生命周期評價項目的研究，該團(tuán)隊采用Leontief矩陣模型對核能供熱的硫-碘循環(huán)制氫系統(tǒng)進(jìn)行生命周期評價分析，從鈾的開采到氫氣的產(chǎn)生過程都建立了相關(guān)清單數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，核能供熱的硫-碘循環(huán)制氫系統(tǒng)的生命周期溫室氣體釋放當(dāng)量為412gCO₂/kgH₂，核能系統(tǒng)的建設(shè)運行過程是造成溫室氣體釋放的主導(dǎo)因素。墨西哥國立自治大學(xué)的GIRALDI等研究了不同熱源的硫-碘循環(huán)制氫系統(tǒng)生命周期溫室氣體釋放情況，研究結(jié)果表明采用核反應(yīng)為硫-碘循環(huán)溫室氣體釋放最少，為300gCO₂/kgH₂，其中核反應(yīng)系統(tǒng)的建設(shè)運行過程溫室氣體釋放占總量的66.6%，是溫室氣釋放占比最大的環(huán)節(jié)。

2.3.2基于銅-氯循環(huán)的核能熱利用制氫

     銅-氯循環(huán)依據(jù)中間反應(yīng)的設(shè)計發(fā)生方式，分為三步法、四步法、五步法3種反應(yīng)方式，反應(yīng)原理可參考相關(guān)文獻(xiàn)。同樣的，針對核能供熱的銅-氯循環(huán)制氫系統(tǒng)的生命周期系統(tǒng)邊界劃分，應(yīng)當(dāng)包含核反應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)、銅-氯循環(huán)系統(tǒng)建設(shè)、核反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)耦合運行等流程。

     安大略理工大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的OZBILEN等采用Gabi4生命周期分析軟件建立了銅-氯循環(huán)與核能供熱耦合制氫系統(tǒng)，系統(tǒng)運行年限設(shè)定為60年，日產(chǎn)氫大小設(shè)定為12500kgH₂。該系統(tǒng)的生命周期評價結(jié)果整理如表2所示，能耗中的電耗部分按30%發(fā)電效率轉(zhuǎn)化為一次能耗。

     核能是一種高效能源，將核能供熱與熱化學(xué)循環(huán)制氫進(jìn)行耦合，在制氫領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿??；跓峄瘜W(xué)循環(huán)的核能熱利用制氫技術(shù)在其生命周期內(nèi)的溫室氣體釋放當(dāng)量為300～860gCO₂/kgH₂，能耗為360～410MJ/kgH₂。核能系統(tǒng)的建設(shè)和運行過程對整個系統(tǒng)的環(huán)保效益起決定性作用。

     核反應(yīng)系統(tǒng)的建設(shè)需要投入大量的能耗，這是造成目前該制氫技術(shù)高能耗的主要原因。因此，核能熱化學(xué)制氫技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵在于對核能系統(tǒng)建設(shè)的完善和改進(jìn)，只有降低核能系統(tǒng)建設(shè)運行過程的能耗和污染物釋放，核能熱化學(xué)制氫技術(shù)才能進(jìn)一步獲得推廣利用。

2.4基于水電解反應(yīng)的可再生能源發(fā)電制氫

     電解水制氫是基于電化學(xué)原理的一種常見制氫技術(shù)。電解水制氫系統(tǒng)包括電源、電極、電解液三大部分。利用電網(wǎng)的電能進(jìn)行電解水制氫不僅能耗高，也會間接造成較大的溫室氣體釋放。可再生能源具有清潔環(huán)保的特點，將可再生能源發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能用于電解水制氫，可以優(yōu)化傳統(tǒng)電解水制氫的能源利用結(jié)構(gòu)，使電解水制氫更加節(jié)能環(huán)保。

     可再生能源發(fā)電制氫是發(fā)展前景廣闊的新型制氫技術(shù)，目前已經(jīng)能達(dá)到實際推廣應(yīng)用的技術(shù)要求，而風(fēng)電制氫和太陽能光伏發(fā)電制氫是該領(lǐng)域的研究熱門，適應(yīng)于多種應(yīng)用場合。研究者們對風(fēng)電制氫和光伏發(fā)電制氫的生命周期評價理論構(gòu)筑較為完善，評價結(jié)果可為進(jìn)一步推廣該類型制氫技術(shù)提供指導(dǎo)意見。下文就此兩種制氫技術(shù)的生命周期評價進(jìn)行分析研究。

2.4.1風(fēng)電制氫

     風(fēng)電制氫是將風(fēng)力發(fā)電與電解水制氫耦合的系統(tǒng)。風(fēng)電制氫系統(tǒng)的生命周期評價，其系統(tǒng)邊界應(yīng)當(dāng)包含風(fēng)電站建設(shè)、電解水制氫、氫氣的收集（壓縮或液化）以及氫氣運輸至使用終端4個過程。風(fēng)電制氫系統(tǒng)生命周期的系統(tǒng)邊界劃分如圖1所示。

     美國國家可再生能源實驗室（NREL）的SPATH和MANN關(guān)于風(fēng)電制氫技術(shù)的生命周期評價研究較為全面，其相關(guān)數(shù)據(jù)受到了多家機(jī)構(gòu)的引用，研究成果具有公認(rèn)的權(quán)威性。團(tuán)隊設(shè)計了3×50kW規(guī)模風(fēng)機(jī)的風(fēng)電制氫系統(tǒng)，在該運行系統(tǒng)中，風(fēng)力參照美國中西部地區(qū)的氣候數(shù)據(jù)，電解水制氫效率設(shè)計為85%，最終生成的氫氣以20MPa壓力進(jìn)行儲存運輸，運輸損耗設(shè)計為7.03%。結(jié)果表明，該風(fēng)電制氫系統(tǒng)在生命周期內(nèi)的整體能耗為9.1MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為970gCO₂/kgH₂，其中風(fēng)機(jī)的制造過程能耗占總能耗的72.6%，是系統(tǒng)占總能耗最大的環(huán)節(jié)；阿爾伯塔大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的GHANDEHARIUN等以加拿大西部的風(fēng)電制氫系統(tǒng)作為生命周期評價對象，研究系統(tǒng)整體的溫室氣體釋放情況。團(tuán)隊對風(fēng)力發(fā)電、電解水制氫、氫氣壓縮、氫氣運輸4個流程進(jìn)行了詳細(xì)的清單分析，同時采用蒙特-卡洛模擬法對各不確定要素進(jìn)行統(tǒng)計評估修正，最終通過加權(quán)計算得出項目整體的溫室氣體釋放當(dāng)量區(qū)間為630～730gCO₂/kgH₂。其中，風(fēng)電站建設(shè)過程溫室氣體釋放量占總釋放量的65%，是系統(tǒng)溫室氣體釋放的主要環(huán)節(jié)。通過細(xì)化風(fēng)電站建設(shè)過程各要素影響，又可得出風(fēng)機(jī)制造是該過程溫室氣體釋放的主要環(huán)節(jié)；REITER等專門研究可再生能源發(fā)電制氫過程的生命周期影響效益。該團(tuán)隊通過GABI5軟件對匯集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出風(fēng)電制氫技術(shù)的生命周期能耗為12MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為600gCO₂/kgH₂。

     根據(jù)上述研究結(jié)果得出，風(fēng)電制氫系統(tǒng)的生命周期能耗為9～12MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為600～970gCO₂/kgH₂?？梢钥闯觯L(fēng)電制氫整體是一項環(huán)保節(jié)能的制氫技術(shù)。風(fēng)電站建設(shè)尤其是風(fēng)機(jī)設(shè)備的制造過程是造成能耗和溫室氣體釋放的主要因素，這主要與建設(shè)風(fēng)電站需耗費大量的金屬原材料和運輸材料需要大量的能耗有關(guān)。通過優(yōu)化風(fēng)機(jī)建設(shè)的投入可進(jìn)一步提高風(fēng)電制氫技術(shù)的整體效益。

2.4.2光伏發(fā)電制氫

     光伏發(fā)電制氫與風(fēng)電制氫的區(qū)別在于電解水制氫的所需電能由光伏板轉(zhuǎn)化的電能提供，其生命周期包含光伏電站建設(shè)維護(hù)、電解水制氫、氫氣的收集（壓縮或液化）以及氫氣運輸至使用終端的過程。

     安大略理工大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的CETINKAYA等采用生命周期評價方法研究了光伏發(fā)電制氫系統(tǒng)的綜合效益。該系統(tǒng)光伏電站建設(shè)于160m³的屋頂，裝機(jī)容量為8kW，運行年限設(shè)計為30年。評價結(jié)果顯示，光伏發(fā)電制氫系統(tǒng)生命周期的整體能耗為33.444MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為2412gCO₂/kgH₂。其中，光伏電站的建設(shè)過程是造成能耗和溫室氣體釋放的主要因素，分別占系統(tǒng)生命周期整體能耗和溫室氣體釋放總量的76%和63%。REITER等研究了光伏發(fā)電制氫的系統(tǒng)邊界特征和清單數(shù)據(jù)，團(tuán)隊通過GABI5軟件進(jìn)行分析，得出光伏發(fā)電制氫技術(shù)的生命周期能耗為48MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為2400gCO₂/kgH₂。DUFOUR等總結(jié)分析了各類制氫系統(tǒng)的生命周期影響情況，得出光伏發(fā)電制氫技術(shù)的生命周期能耗為77.864MJ/kgH₂，溫室氣體釋放量為6674gCO₂/kgH₂。

     根據(jù)上述研究結(jié)果得出，光伏發(fā)電制氫系統(tǒng)生命周期的能耗為30～80MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為2400～6800gCO₂/kgH₂，其中光伏電站的建造過程是造成能耗和溫室氣體釋放的主要因素。改進(jìn)光伏電站建設(shè)過程的相關(guān)工藝，可以使該制氫技術(shù)的環(huán)保效益得到明顯提升。

     可再生能源發(fā)電制氫是一類節(jié)能環(huán)保的制氫技術(shù)，其中可再生能源發(fā)電站的建設(shè)過程是造成制氫系統(tǒng)能耗和溫室氣體釋放的首要因素。因此，提高可再生能源發(fā)電制氫整體效益的關(guān)鍵在于對可再生能源發(fā)電技術(shù)的整體優(yōu)化。雖然可再生能源發(fā)電站建設(shè)過程會造成較大的能耗和溫室氣體釋放，但由于在運行過程中幾乎沒有排放，所以可再生能源發(fā)電制氫相比于傳統(tǒng)能源制氫仍有著非常大的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢，隨著運行年限的增長，這種優(yōu)勢更加明顯。

2.5生物質(zhì)氣化制氫

     生物質(zhì)氣化制氫是通過制造氣化反應(yīng)條件，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為氫能的技術(shù)。生物質(zhì)原料來源廣泛，常見類型為農(nóng)作物廢-棄物和能源作物，如稻草、農(nóng)作物秸稈、楊樹皮等。植物在生長過程中會通過光合作用固定空氣中的二氧化碳，因此推廣生物質(zhì)利用對于減少溫室氣體的排放具有積極效益。目前生物質(zhì)氣化制氫的局限性主要在于生物質(zhì)原料的預(yù)處理工藝復(fù)雜，且初產(chǎn)物雜質(zhì)較多，氫氣提純難度高。

     生物質(zhì)氣化制氫反應(yīng)，可以分為以下3個過程：①在一定的溫度壓力條件下，生物質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過氣化重整過程生成合成氣；②合成氣中的CO經(jīng)過水煤氣變換反應(yīng)（WGS），轉(zhuǎn)化為H₂；③經(jīng)過一系列提純工藝，最終制得氫氣產(chǎn)物。

     生物質(zhì)氣化制氫的生命周期，包含生物質(zhì)的獲取和運輸、氣化制氫、氫氣的收集（壓縮或液化）以及氫氣運輸至使用終端的過程。

     目前關(guān)于生物質(zhì)氣化制氫的生命周期評價尚存有爭議，爭議點主要集中于植物類生物質(zhì)的種植生長過程清單核算。植物種植生長過程對應(yīng)的影響，如投入能耗、光合作用吸收的二氧化碳等，是否納入影響評價中，目前尚未形成統(tǒng)一定論。此問題爭議的焦點在于植物種植過程中最終被用于制氫的生物質(zhì)只占一部分，而與這部分恰好對應(yīng)的種植清單難以界定。一種觀點認(rèn)為，生命周期評價應(yīng)當(dāng)納入作物種植過程的所有詳細(xì)清單，因為這一過程包含的人工機(jī)械勞動、化肥制造及土壤培育等清單數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響不可忽視，系統(tǒng)流程只有盡可能保持完整，得到的結(jié)果才具有說服力。對于專門培育用于制氫的生物質(zhì)，如楊樹等，在進(jìn)行生命周期評價時比較適合采用上述理論；另一種觀點認(rèn)為，作物種植過程投入的能耗和物耗并非完全為轉(zhuǎn)化成氫能而產(chǎn)生，納入種植過程的全部清單會夸大影響評價結(jié)果，而具體與制氫部分對應(yīng)的清單又難以界定，所以選擇不考慮生長種植過程的影響。這種觀點適用于自然生長的植物或者已經(jīng)實現(xiàn)主要價值后的農(nóng)作物副產(chǎn)品，如稻草、秸稈等。兩種觀點均有合理之處，采用不同劃分依據(jù)時，影響評價需要作不同的說明。西班牙IMEDA能源研究所的SUSMOZAS和法國UR0050環(huán)境生物技術(shù)實驗室的HAJJAJI分別采用上述兩種觀點對生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。

     SUSMOZAS等以能源作物楊樹作為制氫主體，從楊樹的種植到獲得產(chǎn)物氫氣的過程進(jìn)行了詳細(xì)的生命周期清單數(shù)據(jù)分析。評價結(jié)果顯示，該生物質(zhì)氣化制氫系統(tǒng)的生命周期能耗為19.52MJ/kgH₂，溫室氣體凈釋放量為405gCO₂/kgH₂。作物的種植和運輸過程涉及到土地利用，化肥使用以及大量機(jī)械力的投入，是造成能耗的主要因素，此部分能耗超過整體能耗的90%。評價過程考慮了植物生長過程中對二氧化碳的吸收作用，由于植物生長過程能夠吸收大量的CO₂，因此將此部分吸收的CO₂納入溫室氣體釋放核算中，可大大減少系統(tǒng)生命周期的溫室氣體釋放量。

     HAJJAJI等采用生命周期評價方法研究生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)，制氫原料為各類生物廢棄物（餐廚垃圾、動物糞便、農(nóng)作物秸稈等），該制氫系統(tǒng)通過對各類生物廢棄物進(jìn)行統(tǒng)一收集發(fā)酵制沼氣，并對沼氣進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)化工藝，最終獲得氫氣。由于該系統(tǒng)的利用主體為生物質(zhì)廢棄物，且收集原料為沼氣，因此在進(jìn)行系統(tǒng)邊界劃分時，不包含作物種植過程的清單，不考慮植物生長過程吸收的CO₂。案例采用生命周期評價軟件SimaPro8對收集的清單數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期評價分析，得出生物廢棄物氣化制氫工藝的生命周期整體能耗為4.98MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量為5590gCO₂/kgH₂。

     由上可知，界定系統(tǒng)邊界劃分的關(guān)鍵在于生物質(zhì)原料的來源差異，針對不同類型生物質(zhì)應(yīng)當(dāng)考慮不同劃分方案。當(dāng)考慮種植過程影響時，系統(tǒng)的總能耗有較大的升高，但該過程光合作用對CO₂的吸收又會使最終得出的溫室氣體釋放量下降。為方便與各類制氫技術(shù)對比，本文對這兩種清單劃分方法的生命周期影響評價匯總，得出生物質(zhì)氣化制氫方法的生命周期能耗區(qū)間為4～20MJ/kgH₂，溫室氣體釋放當(dāng)量區(qū)間為400～5600gCO₂/kgH₂?？梢钥闯?，無論是否考慮種植過程的清單數(shù)據(jù)影響，生物質(zhì)氣化制氫整體是一項較為節(jié)能環(huán)保的制氫技術(shù)。

3制氫技術(shù)的生命周期成本分析

     在實際應(yīng)用推廣上，衡量制氫技術(shù)的優(yōu)劣不僅要考量其節(jié)能減排效益，同時也要兼顧生產(chǎn)成本等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。ISO14040系列為生命周期評價標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了說明，其中沒有涉及成本分析的相應(yīng)內(nèi)容定義。為了更全面地評估各類制氫技術(shù)的綜合效益，有必要進(jìn)行生命周期成本分析的調(diào)研。由SETAC提出的生命周期成本定義認(rèn)可度較高，內(nèi)容為“生命周期成本分析是計算與產(chǎn)品生命周期內(nèi)有關(guān)的所有因素直接承擔(dān)的所有成本費用的方法理論”。制氫技術(shù)的生命周期評價成本，應(yīng)當(dāng)包含制氫過程生命周期所有費用的總和，可分為原料成本（生產(chǎn)用到的原材料等）、資本成本（設(shè)備成本、基建成本等）以及運行維護(hù)成本（運行能耗成本、人員成本等）3部分。

     表3整理了研究領(lǐng)域認(rèn)可度較高的關(guān)于不同制氫技術(shù)的生命周期成本評價數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表征為生產(chǎn)1kg氫氣所需耗費的物耗成本和經(jīng)濟(jì)成本。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成本核算分析時，根據(jù)貨幣的時間價值概念及一價定律，不同貨幣類型表示的制氫成本需折算成同一年限的同種貨幣，方可進(jìn)行對照。根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)所在年限及貨幣類型，本文通過查閱歷年對應(yīng)貨幣的通貨膨脹率，將成本數(shù)據(jù)折算為2016年的等值價格，再依據(jù)2016年相關(guān)貨幣匯率，將全部貨幣類型統(tǒng)一為人民幣表示。經(jīng)濟(jì)成本評價單位統(tǒng)一為“CNY/kgH₂”。

     根據(jù)表3數(shù)據(jù)，本文整理各類制氫技術(shù)的生命周期成本所在區(qū)間，結(jié)果為：煤氣化制氫8.3～19.5CNY/kgH₂、天然氣制氫10.427.6CNY/kgH₂、核能熱化學(xué)制氫為12.8～36.9CNY/kgH₂、風(fēng)電制氫22.3～59.8CNY/kgH₂、太陽能光伏發(fā)電制氫36.6～61.3CNY/kgH₂、生物質(zhì)氣化制氫9.7～22.2CNY/kgH₂。不同制氫技術(shù)生命周期成本差異較大，傳統(tǒng)制氫技術(shù)的成本相對低廉，而除生物質(zhì)氣化制氫以外的其他新型制氫技術(shù)的成本普遍較高。需要說明的是，傳統(tǒng)制氫技術(shù)中煤和天然氣原料一部分用于供給能源，一部分作為制氫反應(yīng)原料，而新型制氫技術(shù)的煤和天然氣只用于供給能源。表中的物耗情況可為經(jīng)濟(jì)成本的大小提供相應(yīng)解釋。以風(fēng)電制氫為例，該技術(shù)物耗中大量的建筑設(shè)備耗材投入導(dǎo)致了其經(jīng)濟(jì)成本相對較高，而該部分物耗與風(fēng)電站的建設(shè)投入相對應(yīng)。也就是說，風(fēng)電站初期建設(shè)過程的成本較高是造成風(fēng)電制氫技術(shù)生命周期成本高的主要原因。生物質(zhì)氣化制氫的成本較低，這主要與生物質(zhì)原料的低成本有關(guān)。關(guān)于制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益評估在下一節(jié)中將作進(jìn)一步討論。

4制氫產(chǎn)業(yè)分析

4.1環(huán)境效益分析

     根據(jù)第2節(jié)內(nèi)容總結(jié)各類制氫技術(shù)生命周期評價研究結(jié)果，將其溫室氣體釋放當(dāng)量和能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如圖2和圖3所示。整體而言，可再生能源利用的相關(guān)制氫技術(shù)節(jié)能環(huán)保性最佳，核能利用制氫次之，而傳統(tǒng)能源制氫對環(huán)境的節(jié)能環(huán)保性最差。以各類制氫技術(shù)溫室氣體和能耗所在區(qū)間中間值作為參照，風(fēng)電制氫（785gCO₂/kgH₂，10.5MJ/kgH₂）是目前最為環(huán)保的新型制氫技術(shù)。在可再生能源利用制氫中，光伏發(fā)電（4600gCO₂/kgH₂，55MJ/kgH₂）的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢較弱，這與目前光伏電池板高能耗高污染的制造工藝有著密切聯(lián)系，光伏發(fā)電制氫環(huán)保性能的提升，其突破口是改進(jìn)光伏電池板的相關(guān)制造工藝。生物質(zhì)氣化制氫（3000gCO₂/kgH₂，12MJ/kgH₂）的節(jié)能環(huán)保性表現(xiàn)優(yōu)秀。對于核能/熱化學(xué)制氫（580gCO₂/kgH₂，385MJ/kgH₂）而言，其溫室氣體釋放較少，但能耗卻是所有制氫技術(shù)中最高的，這主要與核反應(yīng)站的建設(shè)運行能耗較高有關(guān)，隨著未來核能利用技術(shù)的成熟，該系統(tǒng)的能耗有望下降。由于核能熱利用制氫能量供應(yīng)密度大，可滿足大規(guī)模制氫的需求，因而該制氫技術(shù)在未來有大規(guī)模應(yīng)用的前景。天然氣制氫（8400gCO₂/kgH₂，262.5MJ/kgH₂）和煤氣化制氫技術(shù)（8150gCO₂/kgH₂，257.5MJ/kgH₂）對環(huán)境的影響效益相當(dāng)，兩者的溫室氣體釋放量約是風(fēng)電制氫的10～11倍，能耗約為風(fēng)電制氫的24～25倍，對環(huán)境造成的負(fù)面影響較大，從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度出發(fā)，此類傳統(tǒng)制氫技術(shù)在未來所占的比重會不斷下降。

4.2經(jīng)濟(jì)效益分析

     根據(jù)第3節(jié)的分析結(jié)論，將各類制氫技術(shù)的生命周期成本區(qū)間數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如圖4所示。

     以不同制氫技術(shù)所在成本區(qū)間的中間值作為參照，可得出，傳統(tǒng)的煤氣化制氫（13.9CNY/kgH₂）和天然氣制氫（19.0CNY/kgH₂）的成本相對較低。在新型制氫技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電制氫（41.1CNY/kgH₂）和光伏發(fā)電制氫（48.9CNY/kgH₂）是制氫成本較高的制氫技術(shù)。兩者成本高昂主要與風(fēng)機(jī)設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的高投入有關(guān)，在未來相應(yīng)技術(shù)取得突破時，其成本有望下降至較低水平；核能/熱化學(xué)制氫（24.8CNY/kgH₂）成本相對于風(fēng)電制氫和光伏發(fā)電制氫有一定優(yōu)勢，但與傳統(tǒng)制氫技術(shù)相比仍有一段距離，需要進(jìn)一步改善成本結(jié)構(gòu)；生物質(zhì)氣化制氫（15.9CNY/kgH₂）的成本與傳統(tǒng)制氫技術(shù)相當(dāng)，在新型制氫技術(shù)中最具有經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢，但目前其原料處理困難、氫產(chǎn)物純度不高等不足制約著其推廣利用。

     新型制氫技術(shù)的成本較高是目前限制其實際推廣應(yīng)用的重要因素，此類制氫技術(shù)要取得實際應(yīng)用，必須通過改進(jìn)制氫系統(tǒng)，降低設(shè)備費用，優(yōu)化成本結(jié)構(gòu)等措施來降低經(jīng)濟(jì)投入，從而克服成本難題。

4.3產(chǎn)業(yè)特征歸納

     對各類制氫技術(shù)的特征進(jìn)行歸納總結(jié)，如表4所示。

     由于成本優(yōu)勢和產(chǎn)氫能力優(yōu)秀，傳統(tǒng)制氫技術(shù)在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)仍是主流的制氫技術(shù)。隨著新型制氫技術(shù)的興起、環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及傳統(tǒng)能源儲量的下降，傳統(tǒng)制氫技術(shù)在未來的制氫格局中所占比重會逐漸降低。對于新型制氫技術(shù)而言，雖然風(fēng)電和光伏發(fā)電制氫受能量供應(yīng)密度小，無法連續(xù)供應(yīng)等局限性制約，在未來很難成為大規(guī)模產(chǎn)氫的主流技術(shù)，但是由于此類制氫技術(shù)有很大的節(jié)能減排潛力，因而在相關(guān)成本問題得到控制后，即可在小規(guī)模制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)揮積極作用，未來有望成為傳統(tǒng)制氫的有力補(bǔ)充。在風(fēng)能和太陽能資源富裕的局部地區(qū)，風(fēng)電/光伏發(fā)電制氫可在該制氫領(lǐng)域占有穩(wěn)固的一席之地。生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)具有原料獲取來源廣泛、不存在間歇性供應(yīng)、節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)秀、成本低廉等優(yōu)點，未來有望成為具有一定規(guī)?；瘧?yīng)用的制氫技術(shù)。生物質(zhì)氣化制氫的局限性在于原料處理困難，且氫產(chǎn)物純度不高，因而也很難發(fā)展為大規(guī)模制氫的主流技術(shù)。核能熱化學(xué)制氫技術(shù)產(chǎn)氫潛力大，在完善核反應(yīng)建設(shè)方案、控制能耗和建設(shè)成本、核能技術(shù)充分發(fā)展后，有望成為未來的主流制氫技術(shù)。核聚變能源化利用是目前人類能源供應(yīng)方式的努力方向，在未來很可能為人類社會提供長期的能源支撐。制氫是高能耗產(chǎn)業(yè)，能源的利用格局深刻影響著制氫技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，當(dāng)人類對能源的利用從傳統(tǒng)能源時代過渡到新能源以及核能時代時，相應(yīng)的制氫格局也會發(fā)生同步的變化。本文設(shè)想的制氫技術(shù)發(fā)展路線如圖5所示。

5結(jié)語

     生命周期評價是對某一系統(tǒng)流程的環(huán)保能耗效益進(jìn)行評估，其深層意義在于通過評價分析的結(jié)果得出有利于指導(dǎo)實際生產(chǎn)的結(jié)論，這也是生命周期評價理念受到廣泛應(yīng)用的原因。本文通過對各類制氫技術(shù)生命周期評價及其生命周期成本的綜述分析，評述了當(dāng)前制氫格局的現(xiàn)狀和未來發(fā)展前景，得出以下結(jié)論。

  （1）傳統(tǒng)能源制氫技術(shù)的污染物釋放主要來自于制氫反應(yīng)過程，提高其環(huán)保性可從提高原料清潔性和加強(qiáng)尾氣處理等措施著手?？稍偕茉蠢眉昂四苤茪涞哪芎暮臀廴疚镏饕獊碜杂谙到y(tǒng)初建設(shè)過程，完善過程可從減少建設(shè)過程能耗，縮短建材運輸距離等方面著手。從現(xiàn)有的研究評價結(jié)果上看，風(fēng)電制氫是最為清潔、最為節(jié)能的新型制氫技術(shù)，應(yīng)優(yōu)先研究發(fā)展。

  （2）傳統(tǒng)制氫技術(shù)的生命周期評價體系較為成熟，但新型制氫技術(shù)的評價體系還需要不斷完善。由于新型制氫技術(shù)的數(shù)據(jù)來源完整性和精度有限，因而在細(xì)化生命周期評價的各個流程上，很多選擇都無法統(tǒng)一，如生物質(zhì)氣化制氫關(guān)于種植過程的清單劃分等。未來生命周期評價體系應(yīng)當(dāng)具備更為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

  （3）制氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需同時兼顧環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，與能源利用技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r息息相關(guān)。目前傳統(tǒng)能源制氫技術(shù)成熟，產(chǎn)氫量大，成本把控較好，在未來一段時間內(nèi)仍是制備氫氣的主要途徑。新型制氫技術(shù)尚未取得產(chǎn)業(yè)化推廣的原因不僅在于技術(shù)上需要完善，還在于其成本尚未能把控在符合生產(chǎn)效益的水準(zhǔn)。當(dāng)成本問題得以控制，技術(shù)取得突破后，新型制氫技術(shù)將隨著可再生能源和核能的快速發(fā)展很快步入實際應(yīng)用。

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