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 。

從長(zhǎng)期環(huán)境影響來(lái)看，甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，甲醇制氫過(guò)程中的碳排放和污染物排放有望進(jìn)一步降低。研發(fā)更的催化劑，提高甲醇的轉(zhuǎn)化率和氫氣的產(chǎn)率，減少原料的消耗，從而降低碳排放 。

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(shì)，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。

但目前可再生能源發(fā)電受自然條件限制，穩(wěn)定性較差，且電解水制氫設(shè)備成本高，導(dǎo)致其大規(guī)模應(yīng)用受到一定制約。而甲醇制氫雖然存在碳排放，但技術(shù)相對(duì)成熟，供應(yīng)穩(wěn)定性較好，在現(xiàn)階段更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。


未來(lái)甲醇制氫在催化劑研發(fā)和反應(yīng)工藝優(yōu)化等方面有著明確的技術(shù)創(chuàng)新方向，這些創(chuàng)新將推動(dòng)甲醇制氫技術(shù)邁向新的高度。在催化劑研發(fā)領(lǐng)域，單原子催化劑和仿生催化體系展現(xiàn)出的潛力。

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。


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(kāi)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。