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(yùn)輸和維護(hù)等環(huán)節(jié)存在少量隱含碳排放 。

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(huì)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(huì)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 。

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(jìn)步，甲醇制氫過程中的碳排放和污染物排放有望進(jìn)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 。

加強(qiáng)對甲醇生產(chǎn)過程的節(jié)能減排技術(shù)研究，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳，積極開展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)的研究和應(yīng)用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品或進(jìn)行封存，減少其對大氣環(huán)境的影響 。

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(shù)應(yīng)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(diǎn)也十分明顯。在經(jīng)濟(jì)成本上，電解水制氫的成本主要取決于電價(jià)。


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(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%，其活性位點(diǎn)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(jìn)入中試階段，預(yù)計(jì)在 2026 年實(shí)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(jì)出鐵鎳雙金屬有機(jī)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 。


反應(yīng)工藝優(yōu)化方面，光熱協(xié)同制氫和電化學(xué)原位制氫等新技術(shù)為甲醇制氫開辟了新路徑。浙江大學(xué)研發(fā)的等離子體共振反應(yīng)器，利用太陽光譜中紅外波段（800 - 1200nm）直接驅(qū)動(dòng)甲醇重整，系統(tǒng)能效達(dá) 68%，較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。