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程中幾乎不產(chǎn)生碳排放，僅在設(shè)備制造、運輸和維護等環(huán)節(jié)存在少量隱含碳排放 。

加強對甲醇生產(chǎn)過程的節(jié)能減排技術(shù)研究，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳，積極開展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)的研究和應(yīng)用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品或進行封存，減少其對大氣環(huán)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(yōu)勢，且隨著技術(shù)的發(fā)展，其環(huán)境效益有望進一步提升，在推動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)濟和環(huán)境效益上呈現(xiàn)出顯著差異。

在經(jīng)濟成本方面，天然氣制氫的原料成本受天然氣價格波動影響較大。以某地區(qū)為例，若天然氣價格為 3.5 元 /m3 ，生產(chǎn) 1 標準立方米氫氣，天然氣制氫消耗原料天然氣約 0.5m3 ，燃料天然氣約 0.1m3 ，則原料成本約為 2.1 元 。

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

前文已計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 ，遠低于電解水制氫在高電價情況下的成本。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)電進行電解水，可實現(xiàn)近乎零碳排放。


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)相對成熟，供應(yīng)穩(wěn)定性較好，在現(xiàn)階段更具應(yīng)用優(yōu)勢。


甲醇制氫在與天然氣制氫、電解水制氫等方式的效益對比中，具有自身特的優(yōu)勢和特點，在不同的應(yīng)用場景和條件下，可根據(jù)其效益情況選擇合適的制氫方式，以實現(xiàn)能源的利用和可持續(xù)發(fā)展。


清華大學(xué)團隊開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復(fù)合催化劑（Pt - SA@C3N4），在 180℃下即可實現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%，其活性位點利用率較傳統(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。