然而，與可再生能源制氫方式，如風(fēng)電電解水制氫、光伏發(fā)電電解水制氫相比，甲醇制氫（無論是以煤炭還是天然氣為原料）的碳排放仍處于較高水平。風(fēng)電電解水制氫和光伏發(fā)電電解水制氫在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放，僅在設(shè)備制造、運(yùn)輸和維護(hù)等環(huán)節(jié)存在少量隱含碳排放 。

煤制氫過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵不僅會(huì)影響空氣質(zhì)量，還可能對人體健康造成危害。而甲醇制氫過程中，由于甲醇相對純凈，在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。

加強(qiáng)對甲醇生產(chǎn)過程的節(jié)能減排技術(shù)研究，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳，積極開展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)的研究和應(yīng)用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品或進(jìn)行封存，減少其對大氣環(huán)境的影響 。

雖然甲醇制氫在碳排放方面與可再生能源制氫存在差距，但在污染物排放方面具有明顯優(yōu)勢，且隨著技術(shù)的發(fā)展，其環(huán)境效益有望進(jìn)一步提升，在推動(dòng)能源清潔化和可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用。與天然氣制氫相比，甲醇制氫在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益上呈現(xiàn)出顯著差異。

在環(huán)境效益方面，天然氣制氫過程中，雖然主要產(chǎn)物為氫氣和二氧化碳，但在天然氣開采、運(yùn)輸以及制氫反應(yīng)過程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的溫室氣體排放。據(jù)相關(guān)研究，天然氣制氫的全生命周期碳排放約為 10 - 15kgCO?/kgH? 。

但甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳相對純凈，更易于捕集和利用，在碳捕集與封存（CCS）技術(shù)應(yīng)用方面具有一定優(yōu)勢。與電解水制氫相比，甲醇制氫的效益特點(diǎn)也十分明顯。在經(jīng)濟(jì)成本上，電解水制氫的成本主要取決于電價(jià)。


甲醇制氫在與天然氣制氫、電解水制氫等方式的效益對比中，具有自身特的優(yōu)勢和特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用場景和條件下，可根據(jù)其效益情況選擇合適的制氫方式，以實(shí)現(xiàn)能源的利用和可持續(xù)發(fā)展。


清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復(fù)合催化劑（Pt - SA@C3N4），在 180℃下即可實(shí)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%，其活性位點(diǎn)利用率較傳統(tǒng)催化劑大幅提升 30 倍 。這種單原子催化劑的特之處在于，金屬原子以單原子的形式分散在載體表面，地提高了原子利用率。


仿生催化體系的構(gòu)建，借鑒了自然界中生物酶的催化機(jī)制，為開發(fā)新型催化劑提供了新思路，有望實(shí)現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進(jìn)行，減少能源消耗和設(shè)備成本。