甲醇制氫過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物是二氧化碳，相較于其他污染物，二氧化碳的環(huán)境影響相對較小，且更容易進(jìn)行捕集和利用。若采用可再生能源合成的甲醇作為原料，整個(gè)甲醇制氫過程可以實(shí)現(xiàn)近乎物排放，對環(huán)境的友好性進(jìn)一步提高 。

加強(qiáng)對甲醇生產(chǎn)過程的節(jié)能減排技術(shù)研究，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低甲醇生產(chǎn)過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳，積極開展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)的研究和應(yīng)用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品或進(jìn)行封存，減少其對大氣環(huán)境的影響 。

雖然甲醇制氫在碳排放方面與可再生能源制氫存在差距，但在污染物排放方面具有明顯優(yōu)勢，且隨著技術(shù)的發(fā)展，其環(huán)境效益有望進(jìn)一步提升，在推動(dòng)能源清潔化和可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用。與天然氣制氫相比，甲醇制氫在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益上呈現(xiàn)出顯著差異。

在經(jīng)濟(jì)成本方面，天然氣制氫的原料成本受天然氣價(jià)格波動(dòng)影響較大。以某地區(qū)為例，若天然氣價(jià)格為 3.5 元 /m3 ，生產(chǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣，天然氣制氫消耗原料天然氣約 0.5m3 ，燃料天然氣約 0.1m3 ，則原料成本約為 2.1 元 。


而甲醇制氫若采用天然氣為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，其碳排放主要集中在甲醇生產(chǎn)階段，全生命周期碳排放約為 15 - 20kgCO?/kgH? ，略天然氣制氫；若采用煤炭為原料生產(chǎn)甲醇再制氫，碳排放則更高 。


前文已計(jì)算出甲醇水蒸氣重整制氫到加氫站的槍口約為 27.91 元 /kg 氫氣 ，遠(yuǎn)低于電解水制氫在高電價(jià)情況下的成本。在環(huán)境效益方面，電解水制氫過程清潔，不產(chǎn)生二氧化碳等污染物，若使用可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水，可實(shí)現(xiàn)近乎零碳排放。


未來甲醇制氫在催化劑研發(fā)和反應(yīng)工藝優(yōu)化等方面有著明確的技術(shù)創(chuàng)新方向，這些創(chuàng)新將推動(dòng)甲醇制氫技術(shù)邁向新的高度。在催化劑研發(fā)領(lǐng)域，單原子催化劑和仿生催化體系展現(xiàn)出的潛力。

清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復(fù)合催化劑（Pt - SA@C3N4），在 180℃下即可實(shí)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%，其活性位點(diǎn)利用率較傳統(tǒng)催化劑大幅提升 30 倍 。這種單原子催化劑的特之處在于，金屬原子以單原子的形式分散在載體表面，地提高了原子利用率。


仿生催化體系的構(gòu)建，借鑒了自然界中生物酶的催化機(jī)制，為開發(fā)新型催化劑提供了新思路，有望實(shí)現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進(jìn)行，減少能源消耗和設(shè)備成本。