然而，與可再生能源制氫方式，如風(fēng)電電解水制氫、光伏發(fā)電電解水制氫相比，甲醇制氫（無論是以煤炭還是天然氣為原料）的碳排放仍處于較高水平。風(fēng)電電解水制氫和光伏發(fā)電電解水制氫在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放，僅在設(shè)備制造、運輸和維護等環(huán)節(jié)存在少量隱含碳排放 。

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。

甲醇制氫過程中產(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)境影響相對較小，且更容易進行捕集和利用。若采用可再生能源合成的甲醇作為原料，整個甲醇制氫過程可以實現(xiàn)近乎物排放，對環(huán)境的友好性進一步提高 。

在經(jīng)濟成本方面，天然氣制氫的原料成本受天然氣價格波動影響較大。以某地區(qū)為例，若天然氣價格為 3.5 元 /m3 ，生產(chǎn) 1 標準立方米氫氣，天然氣制氫消耗原料天然氣約 0.5m3 ，燃料天然氣約 0.1m3 ，則原料成本約為 2.1 元 。

在環(huán)境效益方面，天然氣制氫過程中，雖然主要產(chǎn)物為氫氣和二氧化碳，但在天然氣開采、運輸以及制氫反應(yīng)過程中，會產(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? 。


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 。


未來甲醇制氫在催化劑研發(fā)和反應(yīng)工藝優(yōu)化等方面有著明確的技術(shù)創(chuàng)新方向，這些創(chuàng)新將推動甲醇制氫技術(shù)邁向新的高度。在催化劑研發(fā)領(lǐng)域，單原子催化劑和仿生催化體系展現(xiàn)出的潛力。

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。


減少了貴金屬的用量，降低了成本 。目前該技術(shù)已進入中試階段，預(yù)計在 2026 年實現(xiàn)商業(yè)化，有望為甲醇制氫產(chǎn)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(shè)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(yīng)，能耗降低至傳統(tǒng)工藝的 1/5 。