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辽宁博辰1号制氢设备,博辰1号制氢设备 |
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然而,与可再生能源制氢方式,如风电电解水制氢、光伏发电电解水制氢相比,甲醇制氢(无论是以煤炭还是天然气为原料)的碳排放仍处于较高水平。风电电解水制氢和光伏发电电解水制氢在制氢过程中几乎不产生碳排放,仅在设备制造、运输和维护等环节存在少量隐含碳排放 。
污染物排放上,甲醇制氢过程相对清洁。与传统的煤制氢相比,煤制氢过程中除了产生大量的 CO₂外,还会产生诸如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOx)、粉尘等污染物。在煤炭气化过程中,煤炭中的硫元素会转化为 SO₂排放到大气中,对空气造成严重污染,形成酸雨等环境问题 。
而甲醇制氢若采用天然气为原料生产甲醇再制氢,其碳排放主要集中在甲醇生产阶段,全生命周期碳排放约为 15 - 20kgCO₂/kgH₂ ,略天然气制氢;若采用煤炭为原料生产甲醇再制氢,碳排放则更高 。
但甲醇制氢过程中产生的二氧化碳相对纯净,更易于捕集和利用,在碳捕集与封存(CCS)技术应用方面具有一定优势。与电解水制氢相比,甲醇制氢的效益特点也十分明显。在经济成本上,电解水制氢的成本主要取决于电价。
减少了贵金属的用量,降低了成本 。目前该技术已进入中试阶段,预计在 2026 年实现商业化,有望为甲醇制氢产业带来革命性的变化。中科院上海高研院模仿氢化酶活性中心,设计出铁镍双金属有机框架(FeNi - MOF)催化剂,在常温常压下就能完成甲醇脱氢反应,能耗降低至传统工艺的 1/5 。
仿生催化体系的构建,借鉴了自然界中生物酶的催化机制,为开发新型催化剂提供了新思路,有望实现甲醇制氢在温和条件下的进行,减少能源消耗和设备成本。