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 。
但甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳相對純凈,更易于捕集和利用,在碳捕集與封存(CCS)技術應用方面具有一定優(yōu)勢。與電解水制氫相比,甲醇制氫的效益特點也十分明顯。在經(jīng)濟成本上,電解水制氫的成本主要取決于電價。
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(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。
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。
反應工藝優(yōu)化方面,光熱協(xié)同制氫和電化學原位制氫等新技術為甲醇制氫開辟了新路徑。浙江大學研發(fā)的等離子體共振反應器,利用太陽光譜中紅外波段(800 - 1200nm)直接驅動甲醇重整,系統(tǒng)能效達 68%,較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。
電化學原位制氫技術實現(xiàn)了制氫與發(fā)電的一體化,簡化了工藝流程,提高了能量轉化效率,為甲醇制氫在分布式能源系統(tǒng)和移動電源等領域的應用提供了更便捷、的解決方案。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術的發(fā)展,智能化、自動化的甲醇制氫工藝將成為研究熱點。
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(chǎn)過程的控制,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。利用大數(shù)據(jù)分析技術,對大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)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 。
《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016 - 2030 年)》明確提出要大力發(fā)展氫能與燃料電池技術,推動甲醇制氫等制氫技術的創(chuàng)新和應用 。各地也紛紛出臺配套政策,加大對甲醇制氫項目的扶持力度,如提供財政補貼、稅收優(yōu)惠、土地使用優(yōu)惠等,降低企業(yè)的投資成本和運營風險,吸引了大量企業(yè)和資本投入到甲醇制氫產(chǎn)業(yè)中 。
隨著工業(yè)領域對綠色、低碳發(fā)展的要求不斷提高,甲醇制氫技術因其相對清潔的特點,將在工業(yè)領域得到更廣泛的應用。分布式能源系統(tǒng)也是甲醇制氫技術的重要應用領域 。在偏遠地區(qū)或對能源供應靈活性要求較高的場景,甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)能夠提供可靠的能源供應,解決能源供應不穩(wěn)定的問題 。