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 。
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。
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? 。
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(lái)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 。
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。
反應(yīng)工藝優(yōu)化方面,光熱協(xié)同制氫和電化學(xué)原位制氫等新技術(shù)為甲醇制氫開(kāi)辟了新路徑。浙江大學(xué)研發(fā)的等離子體共振反應(yīng)器,利用太陽(yáng)光譜中紅外波段(800 - 1200nm)直接驅(qū)動(dòng)甲醇重整,系統(tǒng)能效達(dá) 68%,較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。