氫能汽車:甲醇制氫可在加氫站現(xiàn)場制氫,為氫燃料電池汽車提供燃料,解決氫氣運(yùn)輸和儲存難題,相比傳統(tǒng)的高壓氫氣運(yùn)輸和儲存方式更安全、成本更低?;ゎI(lǐng)域合成氨:氫氣是合成氨的重要原料,甲醇制氫可以為合成氨工業(yè)提供高純度的氫氣,有助于降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
冶金領(lǐng)域金屬氧化物還原:可以替代傳統(tǒng)的碳還原等方法,用于還原金屬氧化物,如鐵、銅、鎳等金屬的冶煉,能夠降低碳排放,提高金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。金屬粉末制備:在制備金屬粉末時,甲醇制氫產(chǎn)生的氫氣可作為還原氣體,通過還原金屬鹽或氧化物等制備高純度的金屬粉末,用于粉末冶金、3D 打印等領(lǐng)域。
醫(yī)藥行業(yè):在醫(yī)藥生產(chǎn)中,許多藥物合成反應(yīng)需要?dú)錃鈪⑴c,甲醇制氫可為醫(yī)藥企業(yè)提供便捷的氫源,保障生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量。建材行業(yè):在一些新型建材的生產(chǎn)過程中,如某些玻璃、陶瓷等的制備,可能需要?dú)錃庾鳛楸Wo(hù)氣體或參與特定的反應(yīng)過程,甲醇制氫可為其提供支持。
成本相對較低:從投資成本看,甲醇制氫裝置規(guī)??筛鶕?jù)需求靈活調(diào)整,小型分布式裝置投資相對較低。從運(yùn)行成本考慮,若甲醇價格較低,以其為原料制氫成本也相對有競爭力。例如在甲醇價格 2000 元 / 噸時,生產(chǎn) 1 噸氫氣原料成本相對較低。而采用液氨裂解制氫,液氨價格波動較大且運(yùn)輸成本較高;采用高壓氣態(tài)氫運(yùn)輸,運(yùn)輸成本也較高。
制氫效率較高:甲醇的氫碳比相對較高,在合適的工藝條件下,能夠地將甲醇中的氫轉(zhuǎn)化出來,制氫效率在一定程度上優(yōu)于一些其他制氫方法,如煤氣化制氫等。裝置靈活性強(qiáng):甲醇制氫裝置可根據(jù)用氫需求靈活布局,既可以建設(shè)大規(guī)模的集中制氫廠,也可以在用戶端附近建設(shè)小型分布式制氫裝置,實(shí)現(xiàn)就近供氫,減少氫氣長距離運(yùn)輸?shù)某杀竞惋L(fēng)險(xiǎn),這是其相比其他制氫方式的一個顯著優(yōu)勢。
劣勢存在碳排放問題:如果甲醇來自煤炭或天然氣等化石能源,在甲醇生產(chǎn)和制氫過程中會有二氧化碳等溫室氣體排放,從全生命周期來看,其碳排放強(qiáng)度水電解制氫等可再生能源制氫方式,不符合嚴(yán)格的低碳或零碳要求。
技術(shù)依賴度高:甲醇制氫技術(shù)需要較為成熟的工藝和的操作團(tuán)隊(duì),對催化劑的性能要求較高,若催化劑性能不佳或操作不當(dāng),會影響制氫效率和產(chǎn)品質(zhì)量,且催化劑的成本和使用壽命也是需要考慮的因素。受甲醇價格波動影響大:甲醇價格受市場供需關(guān)系、原材料價格等因素影響較大,當(dāng)甲醇價格大幅上漲時,甲醇制氫的成本優(yōu)勢會減弱甚至消失,導(dǎo)致制氫成本過高,影響其市場競爭力。
轉(zhuǎn)化效率面臨瓶頸:目前甲醇制氫的轉(zhuǎn)化效率雖有一定水平,但仍有提升空間。受限于甲醇重整反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)平衡,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,進(jìn)一步提高氫氣產(chǎn)率和純度面臨挑戰(zhàn),難以滿足大規(guī)模、高純度的用氫需求。系統(tǒng)集成復(fù)雜:甲醇制氫系統(tǒng)涉及甲醇儲存、輸送、重整反應(yīng)、氫氣分離與提純等多個環(huán)節(jié),系統(tǒng)集成難度大。
運(yùn)營維護(hù)成本高:甲醇制氫裝置的運(yùn)行需要技術(shù)人員進(jìn)行操作和維護(hù),人員培訓(xùn)成本高。此外,設(shè)備的定期檢修、催化劑更換等也會增加運(yùn)營維護(hù)成本。環(huán)境層面碳排放問題:若甲醇來自煤炭或天然氣等化石能源,從甲醇生產(chǎn)到制氫的整個過程會產(chǎn)生大量二氧化碳排放,在全球應(yīng)對氣候變化、推動能源轉(zhuǎn)型的背景下,其碳排放問題使其在清潔能源應(yīng)用場景中的推廣受到限制。