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,甲醇制氫產(chǎn)生的氫氣可作為還原氣體,通過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。
成本相對較低:從投資成本看,甲醇制氫裝置規(guī)??筛鶕?jù)需求靈活調(diào)整,小型分布式裝置投資相對較低。從運(yùn)行成本考慮,若甲醇價格較低,以其為原料制氫成本也相對有競爭力。例如在甲醇價格 2000 元 / 噸時,生產(chǎn) 1 噸氫氣原料成本相對較低。而采用液氨裂解制氫,液氨價格波動較大且運(yùn)輸成本較高;采用高壓氣態(tài)氫運(yùn)輸,運(yùn)輸成本也較高。
劣勢存在碳排放問題:如果甲醇來自煤炭或天然氣等化石能源,在甲醇生產(chǎn)和制氫過程中會有二氧化碳等溫室氣體排放,從全生命周期來看,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。
技術(shù)依賴度高:甲醇制氫技術(shù)需要較為成熟的工藝和的操作團(tuán)隊(duì),對催化劑的性能要求較高,若催化劑性能不佳或操作不當(dāng),會影響制氫效率和產(chǎn)品質(zhì)量,且催化劑的成本和使用壽命也是需要考慮的因素。受甲醇價格波動影響大:甲醇價格受市場供需關(guān)系、原材料價格等因素影響較大,當(dāng)甲醇價格大幅上漲時,甲醇制氫的成本優(yōu)勢會減弱甚至消失,導(dǎo)致制氫成本過高,影響其市場競爭力。
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)涉及甲醇儲存、輸送、重整反應(yīng)、氫氣分離與提純等多個環(huán)節(jié),系統(tǒng)集成難度大。