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(wú)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(guò)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(guò)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(duì)人體健康造成危害。而甲醇制氫過(guò)程中，由于甲醇相對(duì)純凈，在制氫過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。

甲醇制氫過(guò)程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物是二氧化碳，相較于其他污染物，二氧化碳的環(huán)境影響相對(duì)較小，且更容易進(jìn)行捕集和利用。若采用可再生能源合成的甲醇作為原料，整個(gè)甲醇制氫過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)近乎物排放，對(duì)環(huán)境的友好性進(jìn)一步提高 。

而甲醇制氫以甲醇價(jià)格 2500 元 噸計(jì)算，生產(chǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)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(duì)較低。在設(shè)備投資方面，天然氣制氫裝置通常規(guī)模較大，設(shè)備復(fù)雜，投資成本較高，一套日產(chǎn) 1000 公斤氫氣的天然氣制氫裝置投資約為 800 - 1500 萬(wàn)元 ；而同等規(guī)模的甲醇制氫裝置投資在 500 - 1000 萬(wàn)元左右 ，甲醇制氫設(shè)備投資相對(duì)較少。

在環(huán)境效益方面，天然氣制氫過(guò)程中，雖然主要產(chǎn)物為氫氣和二氧化碳，但在天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸以及制氫反應(yīng)過(guò)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? 。


而甲醇制氫若采用天然氣為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，其碳排放主要集中在甲醇生產(chǎn)階段，全生命周期碳排放約為 15 - 20kgCO?/kgH? ，略天然氣制氫；若采用煤炭為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，碳排放則更高 。


若電價(jià)為 0.6 元 /kWh ，每生產(chǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣消耗電量約 5 - 6kWh ，則電費(fèi)成本約為 3 - 3.6 元 ，再加上設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)等成本，其總成本較高。而甲醇制氫的綜合成本相對(duì)較低。


甲醇制氫在與天然氣制氫、電解水制氫等方式的效益對(duì)比中，具有自身特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)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(kāi)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。