污染物排放上，甲醇制氫過程相對清潔。與傳統(tǒng)的煤制氫相比，煤制氫過程中除了產(chǎn)生大量的 CO?外，還會產(chǎn)生諸如二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NOx）、粉塵等污染物。在煤炭氣化過程中，煤炭中的硫元素會轉(zhuǎn)化為 SO?排放到大氣中，對空氣造成嚴(yán)重污染，形成酸雨等環(huán)境問題 。

煤制氫過程中還會產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵不僅會影響空氣質(zhì)量，還可能對人體健康造成危害。而甲醇制氫過程中，由于甲醇相對純凈，在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。

從長期環(huán)境影響來看，甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。隨著技術(shù)的不斷進步，甲醇制氫過程中的碳排放和污染物排放有望進一步降低。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，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。

而甲醇制氫以甲醇價格 2500 元 噸計算，生產(chǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣消耗原料甲醇約 0.65kg ，原料成本約為 1.625 元 ，甲醇制氫在原料成本上相對較低。在設(shè)備投資方面，天然氣制氫裝置通常規(guī)模較大，設(shè)備復(fù)雜，投資成本較高，一套日產(chǎn) 1000 公斤氫氣的天然氣制氫裝置投資約為 800 - 1500 萬元 ；而同等規(guī)模的甲醇制氫裝置投資在 500 - 1000 萬元左右 ，甲醇制氫設(shè)備投資相對較少。


而甲醇制氫若采用天然氣為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，其碳排放主要集中在甲醇生產(chǎn)階段，全生命周期碳排放約為 15 - 20kgCO?/kgH? ，略天然氣制氫；若采用煤炭為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，碳排放則更高 。


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。


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。


仿生催化體系的構(gòu)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(shè)備成本。