其他領(lǐng)域石油化工:在石油煉制過(guò)程中的加氫裂化、加氫精制等工藝中,甲醇制氫可以提供所需的氫氣,提高油品質(zhì)量,降低硫、氮等雜質(zhì)含量。電子工業(yè):電子芯片制造等過(guò)程中需要高純度的氫氣進(jìn)行半導(dǎo)體材料的制備、刻蝕、還原等工藝,甲醇制氫可滿足其對(duì)氫氣純度和供應(yīng)穩(wěn)定性的要求。
安全性較高:甲醇在常溫常壓下為液態(tài),相比氣態(tài)氫氣,在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中安全性更高,其閃點(diǎn)相對(duì)較高,在沒(méi)有外部火源等條件下不易燃燒爆炸。與電解水制氫需要高壓設(shè)備產(chǎn)生氫氣相比,甲醇制氫裝置運(yùn)行壓力相對(duì)較低,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)可控。
制氫效率較高:甲醇的氫碳比相對(duì)較高,在合適的工藝條件下,能夠地將甲醇中的氫轉(zhuǎn)化出來(lái),制氫效率在一定程度上優(yōu)于一些其他制氫方法,如煤氣化制氫等。裝置靈活性強(qiáng):甲醇制氫裝置可根據(jù)用氫需求靈活布局,既可以建設(shè)大規(guī)模的集中制氫廠,也可以在用戶端附近建設(shè)小型分布式制氫裝置,實(shí)現(xiàn)就近供氫,減少氫氣長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)某杀竞惋L(fēng)險(xiǎn),這是其相比其他制氫方式的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。
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。
產(chǎn)品純度受限:一般情況下,甲醇制氫得到的氫氣純度在 99% 左右,雖然能滿足一些常規(guī)工業(yè)需求,但對(duì)于對(duì)氫氣純度要求的領(lǐng)域,如電子芯片制造等應(yīng)用,可能需要進(jìn)一步的提純處理,這會(huì)增加成本和工藝復(fù)雜性。相比之下,水電解制氫可以直接獲得高純度的氫氣。
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(duì)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(huì)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(jià)格波動(dòng)影響大:甲醇價(jià)格受市場(chǎng)供需關(guān)系、原材料價(jià)格等因素影響較大,當(dāng)甲醇價(jià)格大幅上漲時(shí),甲醇制氫的成本優(yōu)勢(shì)會(huì)減弱甚至消失,導(dǎo)致制氫成本過(guò)高,影響其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
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)。