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然而,與可再生能源制氫方式,如風電電解水制氫、光伏發電電解水制氫相比,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。風電電解水制氫和光伏發電電解水制氫在制氫過程中幾乎不產生碳排放,僅在設備制造、運輸和維護等環節存在少量隱含碳排放 。
煤制氫過程中還會產生大量的粉塵,這些粉塵不僅會影響空氣質量,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生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。
加強對甲醇生產過程的節能減排技術研究,優化生產工藝,降低甲醇生產過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產生的二氧化碳,積極開展碳捕集、利用與封存(CCUS)技術的研究和應用,將二氧化碳轉化為有價值的產品或進行封存,減少其對大氣環境的影響 。
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勢,且隨著技術的發展,其環境效益有望進一步提升,在推動能源清潔化和可持續發展中具有重要作用。與天然氣制氫相比,甲醇制氫在經濟和環境效益上呈現出顯著差異。
而甲醇制氫以甲醇價格 2500 元 噸計算,生產 1 標準立方米氫氣消耗原料甲醇約 0.65kg ,原料成本約為 1.625 元 ,甲醇制氫在原料成本上相對較低。在設備投資方面,天然氣制氫裝置通常規模較大,設備復雜,投資成本較高,一套日產 1000 公斤氫氣的天然氣制氫裝置投資約為 800 - 1500 萬元 ;而同等規模的甲醇制氫裝置投資在 500 - 1000 萬元左右 ,甲醇制氫設備投資相對較少。
但甲醇制氫過程中產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)技術應用方面具有一定優勢。與電解水制氫相比,甲醇制氫的效益特點也十分明顯。在經濟成本上,電解水制氫的成本主要取決于電價。
但目前可再生能源發電受自然條件限制,穩定性較差,且電解水制氫設備成本高,導致其大規模應用受到一定制約。而甲醇制氫雖然存在碳排放,但技術相對成熟,供應穩定性較好,在現階段更具應用優勢。
減少了貴金屬的用量,降低了成本 。目前該技術已進入中試階段,預計在 2026 年實現商業化,有望為甲醇制氫產業帶來革命性的變化。中科院上海高研院模仿氫化酶活性中心,設計出鐵鎳雙金屬有機框架(FeNi - MOF)催化劑,在常溫常壓下就能完成甲醇脫氫反應,能耗降低至傳統工藝的 1/5 。
反應工藝優化方面,光熱協同制氫和電化學原位制氫等新技術為甲醇制氫開辟了新路徑。浙江大學研發的等離子體共振反應器,利用太陽光譜中紅外波段(800 - 1200nm)直接驅動甲醇重整,系統能效達 68%,較傳統熱法提升 40% 。
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