然而，與可再生能源制氫方式，如風(fēng)電電解水制氫、光伏發(fā)電電解水制氫相比，甲醇制氫（無論是以煤炭還是天然氣為原料）的碳排放仍處于較高水平。風(fēng)電電解水制氫和光伏發(fā)電電解水制氫在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放，僅在設(shè)備制造、運(yùn)輸和維護(hù)等環(huán)節(jié)存在少量隱含碳排放 。

煤制氫過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵不僅會(huì)影響空氣質(zhì)量，還可能對(duì)人體健康造成危害。而甲醇制氫過程中，由于甲醇相對(duì)純凈，在制氫過程中幾乎不產(chǎn)生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。

從長(zhǎng)期環(huán)境影響來看，甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，甲醇制氫過程中的碳排放和污染物排放有望進(jìn)一步降低。研發(fā)更的催化劑，提高甲醇的轉(zhuǎn)化率和氫氣的產(chǎn)率，減少原料的消耗，從而降低碳排放 。

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(shì)，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。

而甲醇制氫以甲醇價(jià)格 2500 元 噸計(jì)算，生產(chǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣消耗原料甲醇約 0.65kg ，原料成本約為 1.625 元 ，甲醇制氫在原料成本上相對(duì)較低。在設(shè)備投資方面，天然氣制氫裝置通常規(guī)模較大，設(shè)備復(fù)雜，投資成本較高，一套日產(chǎn) 1000 公斤氫氣的天然氣制氫裝置投資約為 800 - 1500 萬元 ；而同等規(guī)模的甲醇制氫裝置投資在 500 - 1000 萬元左右 ，甲醇制氫設(shè)備投資相對(duì)較少。

但甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳相對(duì)純凈，更易于捕集和利用，在碳捕集與封存（CCS）技術(shù)應(yīng)用方面具有一定優(yōu)勢(shì)。與電解水制氫相比，甲醇制氫的效益特點(diǎn)也十分明顯。在經(jīng)濟(jì)成本上，電解水制氫的成本主要取決于電價(jià)。


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。


但目前可再生能源發(fā)電受自然條件限制，穩(wěn)定性較差，且電解水制氫設(shè)備成本高，導(dǎo)致其大規(guī)模應(yīng)用受到一定制約。而甲醇制氫雖然存在碳排放，但技術(shù)相對(duì)成熟，供應(yīng)穩(wěn)定性較好，在現(xiàn)階段更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。


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。