若電價為 0.6 元 /kWh ,每生產 1 標準立方米氫氣消耗電量約 5 - 6kWh ,則電費成本約為 3 - 3.6 元 ,再加上設備投資、運行維護等成本,其總成本較高。而甲醇制氫的綜合成本相對較低。
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。
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,在不同的應用場景和條件下,可根據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。
清華大學團隊開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復合催化劑(Pt - SA@C3N4),在 180℃下即可實現(xiàn)甲醇轉化率 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。
減少了貴金屬的用量,降低了成本 。目前該技術已進入中試階段,預計在 2026 年實現(xiàn)商業(yè)化,有望為甲醇制氫產業(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,設計出鐵鎳雙金屬有機框架(FeNi - MOF)催化劑,在常溫常壓下就能完成甲醇脫氫反應,能耗降低至傳統(tǒng)工藝的 1/5 。
仿生催化體系的構建,借鑒了自然界中生物酶的催化機制,為開發(fā)新型催化劑提供了新思路,有望實現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進行,減少能源消耗和設備成本。
通過在甲醇制氫系統(tǒng)中引入傳感器和智能控制系統(tǒng),能夠實時監(jiān)測和優(yōu)化反應條件,如溫度、壓力、原料流量等,實現(xiàn)生產過程的控制,提高生產效率和產品質量。利用大數據分析技術,對大量的生產數據進行挖掘和分析,能夠預測設備故障、優(yōu)化設備維護計劃,降低設備故障率和維護成本,提高甲醇制氫裝置的運行穩(wěn)定性和可靠性 。
在政策支持和市場需求的雙重驅動下,甲醇制氫技術的產業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。從政策層面來看,全球多個國家和地區(qū)都將氫能產業(yè)視為未來能源發(fā)展的重要方向,出臺了一系列鼓勵政策,為甲醇制氫技術的發(fā)展創(chuàng)造了有利的政策環(huán)境 。我國高度重視氫能產業(yè)的發(fā)展,將其納入國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃。
某偏遠海島采用甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)后,實現(xiàn)了能源的穩(wěn)定供應,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,甲醇制氫在該領域的市場需求也將不斷增加。