工業上最常見的方法是重整法（如天然氣重整），但伴隨二氧化碳排放。
1. 氣化法（如煤氣化）：可利用煤炭資源，但仍然需要CCUS技術減少碳排放。 水電解法：利用電能分解水，若結合可再生能源，可實現零碳排放。 生物質轉化：通過微生物或催化方法，從生物質中提取氫氣。
2. 水煤漿電解（CWSE）的優勢與挑戰CWSE 是一種新興的氫氣生產技術，與傳統電解水相比，它可以利用煤炭資源，同時減少二氧化碳排放。
主要優勢包括：
2-1 能效較高，由於煤漿參與反應，電能需求比傳統水電解更低；
2-2 原料廣泛，可利用低階煤或廢煤，提高資源利用率；
2-3 潛在碳減排優勢，如果結合CCUS，可減少碳排放。
然而，CWSE 也面臨一定挑戰，如催化劑和電極材料壽命問題，目前的催化劑和電極在長時間運行下可能會失活，需要開發更穩定、高效的材料；溫度、壓力、煤漿濃度等參數對反應效率影響較大，需要進一步優化；另外，碳副產物處理，如何有效管理碳殘留物是該技術的關鍵問題。
3. 關鍵影響因素影響 CWSE 電解效率的因素主要包括：
催化劑：決定反應速率和穩定性，先進催化電極的開發是關鍵。
電壓：電能輸入影響整體能耗和反應速率，優化電壓可提高效率。
煤結構：不同煤種的化學成分和物理結構影響其電解特性。
溫度：高溫通常可加速反應，但過高溫度可能影響設備壽命。
煤漿濃度：適當的煤漿濃度可提高反應效率，但過高濃度可能造成堵塞或降低電導率。
4. 重整法 SWOT 分析
優勢（Strengths）：
能量利用率高，電能消耗比傳統水電解低。 適用於低階煤，提高煤炭資源利用率。 與CCUS結合，具有潛在碳減排能力。
劣勢（Weaknesses）：
催化劑、電極的穩定性有待提升。 煤漿的流動性、成分複雜，可能影響設備壽命。 需要額外處理碳殘留物。
機會（Opportunities）：
可與可再生能源結合，提高氫能利用率。 結合CCUS技術，可符合碳中和政策要求。 未來氫能需求增長，市場前景廣闊。
威脅（Threats）：
目前技術成熟度較低，與傳統氫氣製備技術相比競爭力仍需增強。 受制於政策、市場和成本因素，短期內大規模應用存在挑戰。 需要進一步優化經濟性，降低生產成本。
5. CWSE 對 CCUS 的潛在影響
CWSE 技術可以與碳捕集、利用和儲存（CCUS）結合，以減少碳排放。 例如：
碳捕集（CCS）：將反應生成的CO₂直接捕集並儲存，減少排放。 碳利用（CCU）：利用CO₂生產化學品、燃料等，提高經濟效益。 碳中和策略：結合生物質煤漿，可實現負碳排放，提高環境友好性。
6. 提高 CWSE 的實際應用價值，未來研究可以關注：
催化劑和電極優化：開發更穩定、高效的材料，提高電解效率。
可再生能源集成：結合風能、太陽能供電，實現零碳制氫。
超臨界二氧化碳（SC-CO₂）應用：探索在SC-CO₂環境下的CWSE反應，提高反應速率和能量利用率。 經濟性分析：研究如何降低生產成本，提高市場競爭力。
總結水煤漿電解（CWSE）技術作為一種新型氫氣生產方式，具有較高的能效和潛在的碳減排能力，但仍面臨催化劑、電極穩定性等挑戰，未來的研究和技術優化，特別是與CCUS和可再生能源的結合，將決定其在氫能產業中的發展前景。
7. CWSE 在全球能源轉型中的角色隨著全球各國推動碳中和與氫能發展：
（1）能源結構轉型減少對化石燃料的依賴：雖然 CWSE 仍需使用煤炭，但其能源效率較高，且可與 CCUS 技術結合，減少碳排放。 氫能供應多元化：目前市場上主要的氫氣來源仍然是化石燃料重整法，而 CWSE 提供了一種能效較優的選擇。 可再生能源搭配：未來可探索利用風能、太陽能等可再生能源供電，提高 CWSE 的環保效益。
（2）工業應用CWSE 所生產的氫氣可用於：
鋼鐵工業：氫氣可取代焦炭，在直接還原鐵（DRI）製程中減少碳排放。 化學工業：可作為合成氨（NH₃）或甲醇（CH₃OH）等化學品的原料。 燃料電池與運輸：可為燃料電池車輛（FCEV）、氫燃氣輪機等提供清潔能源。 （3）與現有基礎設施的結合煤炭產業轉型：對於依賴煤炭的地區，CWSE 可以作為一種技術過渡方案，減少煤炭直接燃燒的碳排放，並促進產業升級。 現有電網協同：利用低谷電力（如夜間風能發電）來運行 CWSE，有助於電力負荷調節，提高能源利用效率。
8. CWSE 技術挑戰與可能解決方案：
挑戰催化電極耐久性不足：開發新型催化材料，如貴金屬合金、碳基電極或奈米催化劑，提高穩定性。
碳副產物管理困難：研究副產物碳的回收應用，如將碳轉化為高附加值產品（如石墨烯）。
能效仍有提升空間：優化反應條件，如降低過電位、提高煤漿濃度等，提高電解效率。
商業化成本較高：規模化生產降低設備與運行成本，並與現有煤化工企業合作，分攤投資成本。
9. CWSE 與競爭技術比較：
10. 要推動 CWSE 產業化，需要政策與市場的支持：
（1）政府政策碳定價與補貼：通過碳稅或碳交易機制，提高傳統高碳製氫的成本，讓 CWSE 等低碳技術更具競爭力。 研發資助：支持新型催化劑、電極與反應機理的研究，提高技術成熟度。 產業示範項目：建立 CWSE 商業示範裝置，驗證技術可行性，降低投資風險。
（2）市場推動氫能需求增長：隨著氫能在工業、交通等領域的應用增加，市場對低碳氫氣的需求將持續上升。 企業參與：煤化工、能源企業可結合 CWSE 技術，開發碳中和解決方案。 國際合作：與全球氫能市場接軌，如歐盟、日本等對低碳氫氣有政策支持的市場。
11. 未來發展展望未來 CWSE 的發展將朝以下幾個方向前進：
催化劑與電極材料突破：提高穩定性與效率，降低長期運行的成本。
超臨界二氧化碳（SC-CO₂）應用：研究 SC-CO₂ 在 CWSE 反應中的影響，提高產氫效率。
可再生能源供電：探索與風能、太陽能結合，提高環保效益。
碳資源化利用：將副產碳開發為高附加值材料，如石墨烯或炭基催化劑。 產業鏈協同發展：與煤化工、CCUS 技術整合，提高商業化可行性。
水煤漿電解（CWSE）作為一種創新氫氣製造技術，具有高能效、低碳排的潛力，尤其適用於煤炭資源豐富的地區。 儘管目前仍面臨催化劑、碳副產物管理等技術挑戰，但隨著材料科學的進步、政策支持與市場需求增長，CWSE 有望成為未來氫能產業的重要組成部分。未來的關鍵在於技術突破與產業化發展，若能結合 CCUS、可再生能源，並降低成本，CWSE 將能在全球氫能市場中發揮更大作用，助力碳中和目標的實現。