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 。
但甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳相對(duì)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(shì)。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)。
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。
前文已計(jì)算出甲醇水蒸氣重整制氫到加氫站的槍口約為 27.91 元 /kg 氫氣 ,遠(yuǎn)低于電解水制氫在高電價(jià)情況下的成本。在環(huán)境效益方面,電解水制氫過程清潔,不產(chǎn)生二氧化碳等污染物,若使用可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水,可實(shí)現(xiàn)近乎零碳排放。
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。
減少了貴金屬的用量,降低了成本 。目前該技術(shù)已進(jìn)入中試階段,預(yù)計(jì)在 2026 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,有望為甲醇制氫產(chǎn)業(yè)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(shè)計(jì)出鐵鎳雙金屬有機(jī)框架(FeNi - MOF)催化劑,在常溫常壓下就能完成甲醇脫氫反應(yīng),能耗降低至傳統(tǒng)工藝的 1/5 。
光熱協(xié)同制氫技術(shù)充分利用太陽(yáng)能這一清潔能源,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,驅(qū)動(dòng)甲醇重整反應(yīng),不僅減少了對(duì)傳統(tǒng)化石能源供熱的依賴,降低了碳排放,還提高了能源利用效率,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。寧德時(shí)代公布的膜電極一體化(MEA)技術(shù),將甲醇水溶液直接通入燃料電池陽(yáng)極,通過電化學(xué)氧化同步產(chǎn)氫發(fā)電,體積功率密度突破 5kW/L 。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016 - 2030 年)》明確提出要大力發(fā)展氫能與燃料電池技術(shù),推動(dòng)甲醇制氫等制氫技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用 。各地也紛紛出臺(tái)配套政策,加大對(duì)甲醇制氫項(xiàng)目的扶持力度,如提供財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、土地使用優(yōu)惠等,降低企業(yè)的投資成本和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),吸引了大量企業(yè)和資本投入到甲醇制氫產(chǎn)業(yè)中 。
某偏遠(yuǎn)海島采用甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)后,實(shí)現(xiàn)了能源的穩(wěn)定供應(yīng),提高了能源利用效率,減少了環(huán)境污染 。隨著分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展,甲醇制氫在該領(lǐng)域的市場(chǎng)需求也將不斷增加。