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 。
若電價為 0.6 元 /kWh ,每生產(chǎn) 1 標準立方米氫氣消耗電量約 5 - 6kWh ,則電費成本約為 3 - 3.6 元 ,再加上設(shè)備投資、運行維護等成本,其總成本較高。而甲醇制氫的綜合成本相對較低。
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,導致其大規(guī)模應用受到一定制約。而甲醇制氫雖然存在碳排放,但技術(shù)相對成熟,供應穩(wěn)定性較好,在現(xiàn)階段更具應用優(yōu)勢。
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(shù)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(qū)動甲醇重整,系統(tǒng)能效達 68%,較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。
光熱協(xié)同制氫技術(shù)充分利用太陽能這一清潔能源,將光能轉(zhuǎn)化為化學能,驅(qū)動甲醇重整反應,不僅減少了對傳統(tǒng)化石能源供熱的依賴,降低了碳排放,還提高了能源利用效率,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。寧德時代公布的膜電極一體化(MEA)技術(shù),將甲醇水溶液直接通入燃料電池陽極,通過電化學氧化同步產(chǎn)氫發(fā)電,體積功率密度突破 5kW/L 。
在政策支持和市場需求的雙重驅(qū)動下,甲醇制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。從政策層面來看,全球多個國家和地區(qū)都將氫能產(chǎn)業(yè)視為未來能源發(fā)展的重要方向,出臺了一系列鼓勵政策,為甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的政策環(huán)境 。我國高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將其納入國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃。