Метан – основной компонент природного газа, его концентрация в нём достигает от 77 до 99%. Высокое содержание метана так же в попутных нефтяных газах – от 31 до 91%. Метан — это, фактически, большая молекула водорода, которая состоит из одного атома углерода и 4-х атомов водорода. Уже из химической формулы ясно, что метан «сильно обогащён» водородом. Следовательно, получение водорода именно из метана должно быть наиболее рентабельным.

Процесс отделения водорода от углеродной основы в метане протекает в трубчатых печах (химических паровых реформерах) с внешним подводом теплоты при температурах 750–850 °С, через стенку трубы на каталитических поверхностях (никель, корунд и др.):

CH4+H2O ↔ CO+3H2

далее с монооксидом углерода (СО), или попросту «угарным газом», идёт реакция:

CO+H2O ↔ CO2+H2

Это самый дешёвый и рентабельный способ получения водорода. Себестоимость процесса
1,5 — 3 EUR за 1 кг водорода.

Основным недостатком метода является выделение большого количества парниковых газов, в
основном СО2. На 1 кг произведенного водорода приходится прим. 10 кг СО2!

Старейшим промышленным способом получения водорода является газификация угля, известная с 1940-вых годов. Справедливо встаёт вопрос: причём здесь уголь, ведь в его составе всего около 6% водорода? Получение водорода из угля связано с термическим разложением воды, а сам уголь непосредственно используется в качестве энергоресурса и химического реагента. В угле много углерода, который и будет реагировать с кислородом, водой и угарным газом.

Воздействуя на уголь одновременно водяным паром и кислородом, получается та же парокислородная конверсию (ПКМ).

Основные реакции процесса газификации угля:

• C+O2 ↔ CO2
• C+2H2O ↔ CO2+2H2
• C+H2O ↔ CO+H2
• C+CO2 ↔ 2CO

Существует большое количество способов газификации угля. Они отличаются термодинамическими параметрами, размером и принципом подачи угля в газогенератор, а также способом удаления шлака.

Себестоимость процесса 2-2,5 EUR за 1 кг водорода.

Основным недостатком метода, как и при ПКМ, является выделение большого количества парниковых газов, в основном СО2.

Воздействуя на дистиллированную воду электрическим током, можно разложить её на составляющие — кислород и водород:

2H2O = 2H2 + O2

Впервые электролитическое разложение воды на кислород и водород было осуществлено в 1800 году, а промышленное освоение этого метода началось с 1888 года, когда стали доступны генераторы постоянного тока.

Электролиз воды — довольно дорогая технология получения водорода. В совокупности, на неё приходится всего около 4-5% от общего произведённого объёма водорода.

Технология электролиза воды выглядит привлекательно в связи с экологической чистотой получения и возможности создания установок с широким диапазоном производительности.
Способ прост и удобен в эксплуатации, обладает высокой чистотой производимого водорода. Дополнительно, побочным продуктом является получение кислорода — ценного химического вещества.

Существуют 3 основных промышленных способа реализации электролизной технологии:
1) Щелочной электролиз, основной применяемый способ.
2) ТПЭ-электролизёры (электролизеры с твердым полимерным электролитом) имеют
аналогичными характеристики с щелочными электролизерами, но в 6 раз дороже.
3) Высокотемпературный электролиз водяного пара в ячейках с твёрдым электролитом.

Себестоимость процесса 5-7 EUR за 1 кг водорода.

Независимо от способа электролиза, основной вклад в стоимость водорода, производимого этими методами, вносят затраты на электроэнергию, прим 70–90%. И это самый большой недостаток. На сегодняшний день основной объем электроэнергии не производится экологически чистыми способами, по этому фактически электролиз является далеко не «чистым» способом производства водорода (по совокупности выбросы СО2 даже превышает остальные способы производства водорода). Ситуация поменяется лишь при массовом использовании возобновляемых источников производства электроэнергии.

Пиролиз — это процесс термического разложения органических и многих неорганических соединений.

При термохимической обработке биомассы её нагревают без доступа кислорода до температуры 500–800 °С, в результате чего образуются водород, метан, оксид углерода и прочие газы.
Производство путем пиролиза синтез-газа — может быть также основано на переработке биомассы и промышленно-бытовых отходов, что одновременно способствует решению многих экологических проблем.

Для выделения водорода из синтез-газа используются разнообразные методы: адсорбция, абсорбция, диффузии через мембраны, электрохимическая конверсия, глубокое охлаждение, катализ.

Себестоимость процесса 5-7 EUR за 1 кг водорода.

Окисли́тельно-восстанови́тельные реакции (ОВР), также редокс (сокр. англ. redox, от
reduction-oxidation — восстановление-окисление) — встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

В 2007 году в США был разработал метод производства водорода из воды при помощи
алюминиевого сплава. Сплав алюминия с галлием формируется в пеллеты. Пеллеты
помещают в бак с водой. В результате химической реакции производится водород.
Технология сравнительно новая и пока что малоэффективная, но в будущем, при
использовании электроэнергии атомных реакторов 4-го поколения, себестоимость
водорода, получаемого в ходе реакции, возможно станет эквивалента цене бензина.

Биологическое получение водорода при помощи водорослей — процесс биологического расщепления воды, сопровождающийся выделением молекулярного водорода, которое осуществляется в замкнутом фотобиореакторе одноклеточными зелёными водорослями — хламидомонадами или хлореллами. Данная технология образования био-водорода основана на адаптивном переключении фотометаболизма водорослей в ответ на неоптимальные условия среды и была предложена в 1990-х годах после обнаружении эмиссии водорода культурой хламидомонады Рейнгардта, которую вызвал дефицит серы.