冶金領(lǐng)域金屬氧化物還原:可以替代傳統(tǒng)的碳還原等方法,用于還原金屬氧化物,如鐵、銅、鎳等金屬的冶煉,能夠降低碳排放,提高金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。金屬粉末制備:在制備金屬粉末時(shí),甲醇制氫產(chǎn)生的氫氣可作為還原氣體,通過(guò)還原金屬鹽或氧化物等制備高純度的金屬粉末,用于粉末冶金、3D 打印等領(lǐng)域。
劣勢(shì)存在碳排放問(wèn)題:如果甲醇來(lái)自煤炭或天然氣等化石能源,在甲醇生產(chǎn)和制氫過(guò)程中會(huì)有二氧化碳等溫室氣體排放,從全生命周期來(lái)看,其碳排放強(qiáng)度水電解制氫等可再生能源制氫方式,不符合嚴(yán)格的低碳或零碳要求。
甲醇制氫在能源領(lǐng)域的應(yīng)用存在多方面的限制因素,主要體現(xiàn)在技術(shù)、成本、環(huán)境、安全等層面,具體如下:技術(shù)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(zhì)影響而失活,且在高溫、高壓等苛刻條件下,催化劑的壽命會(huì)縮短,這就需要頻繁更換催化劑,增加了維護(hù)成本和操作難度。
轉(zhuǎn)化效率面臨瓶頸:目前甲醇制氫的轉(zhuǎn)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(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)平衡,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,進(jìn)一步提高氫氣產(chǎn)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(fù)雜:甲醇制氫系統(tǒng)涉及甲醇儲(chǔ)存、輸送、重整反應(yīng)、氫氣分離與提純等多個(gè)環(huán)節(jié),系統(tǒng)集成難度大。
運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高:甲醇制氫裝置的運(yùn)行需要技術(shù)人員進(jìn)行操作和維護(hù),人員培訓(xùn)成本高。此外,設(shè)備的定期檢修、催化劑更換等也會(huì)增加運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。環(huán)境層面碳排放問(wèn)題:若甲醇來(lái)自煤炭或天然氣等化石能源,從甲醇生產(chǎn)到制氫的整個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳排放,在全球應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的背景下,其碳排放問(wèn)題使其在清潔能源應(yīng)用場(chǎng)景中的推廣受到限制。
廢水廢渣處理:甲醇制氫過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生含有機(jī)物、重金屬等污染物的廢水以及廢棄催化劑等廢渣,若處理不當(dāng),會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,而廢水廢渣的處理需要額外的成本和技術(shù)投入。安全層面甲醇的危險(xiǎn)性:甲醇屬于有毒、易燃液體,在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中存在泄漏、火災(zāi)、爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)。