氫能汽車:甲醇制氫可在加氫站現(xiàn)場制氫,為氫燃料電池汽車提供燃料,解決氫氣運輸和儲存難題,相比傳統(tǒng)的高壓氫氣運輸和儲存方式更安全、成本更低。化工領域合成氨:氫氣是合成氨的重要原料,甲醇制氫可以為合成氨工業(yè)提供高純度的氫氣,有助于降低生產成本,提高生產效率。
醫(yī)藥行業(yè):在醫(yī)藥生產中,許多藥物合成反應需要氫氣參與,甲醇制氫可為醫(yī)藥企業(yè)提供便捷的氫源,保障生產的連續(xù)性和產品質量。建材行業(yè):在一些新型建材的生產過程中,如某些玻璃、陶瓷等的制備,可能需要氫氣作為保護氣體或參與特定的反應過程,甲醇制氫可為其提供支持。
成本相對較低:從投資成本看,甲醇制氫裝置規(guī)模可根據需求靈活調整,小型分布式裝置投資相對較低。從運行成本考慮,若甲醇價格較低,以其為原料制氫成本也相對有競爭力。例如在甲醇價格 2000 元 / 噸時,生產 1 噸氫氣原料成本相對較低。而采用液氨裂解制氫,液氨價格波動較大且運輸成本較高;采用高壓氣態(tài)氫運輸,運輸成本也較高。
甲醇制氫在能源領域的應用存在多方面的限制因素,主要體現(xiàn)在技術、成本、環(huán)境、安全等層面,具體如下:技術層面催化劑性能有待提升:甲醇制氫常用的銅基催化劑雖活性較高,但穩(wěn)定性和抗毒性有限,易受硫、氯等雜質影響而失活,且在高溫、高壓等苛刻條件下,催化劑的壽命會縮短,這就需要頻繁更換催化劑,增加了維護成本和操作難度。
轉化效率面臨瓶頸:目前甲醇制氫的轉化效率雖有一定水平,但仍有提升空間。受限于甲醇重整反應的熱力學和動力學平衡,在現(xiàn)有技術條件下,進一步提高氫氣產率和純度面臨挑戰(zhàn),難以滿足大規(guī)模、高純度的用氫需求。系統(tǒng)集成復雜:甲醇制氫系統(tǒng)涉及甲醇儲存、輸送、重整反應、氫氣分離與提純等多個環(huán)節(jié),系統(tǒng)集成難度大。
運營維護成本高:甲醇制氫裝置的運行需要技術人員進行操作和維護,人員培訓成本高。此外,設備的定期檢修、催化劑更換等也會增加運營維護成本。環(huán)境層面碳排放問題:若甲醇來自煤炭或天然氣等化石能源,從甲醇生產到制氫的整個過程會產生大量二氧化碳排放,在全球應對氣候變化、推動能源轉型的背景下,其碳排放問題使其在清潔能源應用場景中的推廣受到限制。