1. 主要技术路径

(1) 热化学转化法

• 气化技术：通过高温（700–1000℃）将生物质转化为富氢合成气（H₂、CO等），再经水气变换和提纯获得氢气。

• 蒸汽气化：氢气体积分数达40%-60%，适用于农林废弃物等原料，成本低于电解水制氢。

• 超临界水气化：在高温高压水中分解生物质，产氢效率高且无需干燥原料，适合高水分生物质（如藻类）。

• 干馏与燃烬技术：通过热解或部分氧化生成氢气，需优化催化剂（如金属氧化物）以提高产率。

(2) 生物法

• 暗发酵：厌氧菌分解有机物（如秸秆、食品废料）产氢，产氢速率快但副产物（如乙酸）积累影响效率。

• 光发酵：光合细菌利用光能分解有机酸产氢，可与暗发酵联用提升资源利用率。

• 光解水产氢：蓝藻或绿藻在光照下分解水产氢，但需克服氧抑制效应和低光效（理论转化率<10%）。

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2. 技术创新与突破

(1) 零碳排放乙醇重整制氢

• 新型催化剂：北京大学团队开发铂-铱双金属催化剂，在270℃下将生物乙醇与水反应生成氢气，同时联产高附加值乙酸，全程无CO₂排放。该技术产氢速率达331.3 mmol/(g·h)，且经济性显著。

• 应用潜力：可处理农林废弃物，推动循环经济模式，预计未来在交通和工业领域广泛应用。

(2) 热化学法工艺优化

• 中国示范项目：

• 安徽马鞍山生物质气化制氢项目，氢气纯度达99.99%，全流程成本低于电解水制氢。

• 哈尔滨生物质制氢及发电一体化项目，利用秸秆等农业废弃物实现资源化利用。

• 催化剂开发：镍基合金及碳基材料催化剂提升气化效率，降低积碳问题。

(3) 电化学加氢技术

• 绿色合成路径：以水为氢源，在常温常压下通过电催化将生物质衍生物（如糠醛）转化为高值化学品（如糠醇），减少传统热催化对高纯氢气的依赖9。

3. 核心挑战

• 规模化生产：热化学法需高温高压设备，生物法产氢速率低（通常<10 L/L/h），中试项目尚未完全验证工业化可行性。

• 经济性瓶颈：生物质预处理、催化剂成本（如贵金属铂）及CCUS技术集成增加制氢成本，蓝氢综合成本约20-30元/kg。

• 原料适配性：不同生物质（如木质纤维素、藻类）需定制化工艺，木质素解聚仍面临技术难题。

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4. 应用场景与政策驱动

• 工业脱碳：宝武湛江基地采用氢冶金技术，吨钢碳排放降至0.4吨，推动绿氢在钢铁行业的应用。

• 交通能源：张家港市73辆氢能公交车累计减排超1万吨CO₂，生物质制氢加氢站逐步推广。

• 政策支持：中国《氢能产业发展中长期规划》明确支持生物质制氢，目标2030年绿氢占比达25%。

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5. 未来趋势

• 多技术耦合：

• 暗-光联合发酵与热化学气化结合，提升资源利用率。

• 生物质制氢与可再生能源（如风电、光伏）协同，降低绿氢成本。

• 材料与工艺创新：

• 非贵金属催化剂（如Fe、Co基）替代铂族金属，降低生产成本。

• 开发耐高温反应器材料和智能控制系统，优化热化学转化效率。

• 国际合作：中东资本投资中国电解槽技术，日本液氢运输船推动全球绿氢贸易。

生物质转化制氢技术通过热化学和生物法路径，将农林废弃物等资源转化为清洁氢气，兼具环保与经济价值。尽管面临规模化、成本和技术瓶颈，但通过催化剂创新、多技术耦合及政策支持，未来有望在工业脱碳、交通能源等领域实现突破，助力全球碳中和目标。