江苏苏州甲醇制氢燃料成本低技术指导

对比研究法也是本文的重要研究方法之一。将甲醇制氢技术与其他常见制氢技术，如水电解制氢、天然气重整制氢等进行多方面对比。在成本对比中，综合考虑原料成本、设备投资、运行维护成本等因素，分析不同制氢技术在不同规模下的成本差异；在技术性能对比中，比较各种制氢技术的氢气纯度、制氢效率、反应条件等关键指标。


甲醇制氢主要通过甲醇水蒸气重整、甲醇部分氧化以及甲醇裂解等化学反应实现，这些反应在特定的条件下进行，各有其特的反应机理和特点。甲醇水蒸气重整制氢是目前应用较为广泛的一种方法，其反应方程式为：(CH_{3}OH + H_{2}O rightleftharpoons 3H_{2} + CO_{2})，(Delta H^{0}= + 131kJ/mol) ，这是一个吸热反应 ，需要外界提供热量来推动反应的进行。

在实际反应过程中，甲醇与水蒸气的混合气体在一定的温度（通常为 200 - 300℃）压力（1 - 5MPa）条件下，通过装填有催化剂的反应器。常见的催化剂有铜基催化剂，其活性中心能够吸附甲醇和水蒸气分子，使它们在催化剂表面发生活化。甲醇分子在催化剂表面发生裂解，生成一氧化碳和氢气(rightleftharpoons CO + 2H_{2})。


同时，在催化剂的作用下，甲醇和氧气在催化剂表面发生复杂的化学反应，生成氢气和二氧化碳。与甲醇水蒸气重整制氢相比，甲醇部分氧化制氢具有启动速度快、能量利用等优点，但反应过程中可能会产生一些副反应，如深度氧化反应，导致氢气的选择性降低。


该反应相对简单，但由于产物中一氧化碳含量较高，而一氧化碳会对后续的氢气应用，如燃料电池的使用产生不利影响，因此通常需要对产物进行进一步的处理，如通过一氧化碳变换反应将一氧化碳转化为二氧化碳和氢气，以提高氢气的纯度和质量 。

相比之下，甲醇在常温常压下为液体，其密度约为 0.79g/cm³ ，便于储存和运输。它可以利用现有的液体燃料储存和运输基础设施，如油罐车、管道等，大大降低了储存和运输成本。


同时，甲醇的蒸汽压较低，挥发性相对较小，安全性较高，减少了运输过程中的安全隐患。环保性上，甲醇制氢过程相对清洁。以甲醇水蒸气重整制氢为例，其主要产物为氢气和二氧化碳，相较于传统的化石燃料制氢方法，如煤炭气化制氢，在煤炭气化过程中，除了产生氢气和二氧化碳外，还会产生大量的一氧化碳、硫化氢、粉尘等污染物，对环境造成严重危害。

此外，甲醇制氢过程中不产生氮氧化物、硫化物等有害气体，减少了对大气环境的污染，有助于改善空气质量。从成本角度分析，甲醇制氢具有一定的成本优势。在原料成本方面，甲醇的生产技术成熟，来源广泛，价格相对稳定。


目前，我国甲醇产能世界前列，煤炭、天然气等化石能源均可作为甲醇的生产原料，使得甲醇的供应充足且成本可控。而传统的水电解制氢，由于其耗电量，电价在制氢成本中占比高达 70% - 80%，导致制氢成本居高不下 。