缺點(diǎn):產(chǎn)品氣中氫含量受限制:在某些制氫途徑中,由于通入空氣氧化時(shí)氮氣的含量降低了混合氣中氫氣的含量。催化劑失活問(wèn)題:在生產(chǎn)過(guò)程中,受活性相燒結和中毒等影響,催化劑會(huì )逐漸失活,需要定期更換。
航空領(lǐng)域:氫能可以減少航空業(yè)對原油的依賴(lài),減少溫室及有害氣體排放。目前,航空領(lǐng)域利用氫能提供動(dòng)力的技術(shù)路線(xiàn)主要有使用氫燃料電池產(chǎn)生電能、通過(guò)氫燃料燃燒產(chǎn)生推力、點(diǎn)燃更大流量的氫氣以驅動(dòng)渦輪產(chǎn)生動(dòng)力等。
若甲醇價(jià)格為2500元/噸,對應每千克氫氣生產(chǎn)需要甲醇成本則為16.24元(假設每立方米氫氣所需甲醇為0.58千克,且考慮其他因素時(shí)成本會(huì )有所上升)。能耗成本:甲醇制氫過(guò)程中需要外部供熱維持反應溫度,因此能耗成本也是總成本的重要組成部分,通常占總成本的20%至30%。
若考慮碳捕集成本(如CCUS技術(shù)),則甲醇制氫的總成本將進(jìn)一步增加。CCUS碳捕集成本為375元/噸二氧化碳,而制備1千克氫氣對應約11.675千克二氧化碳排放,因此增加的成本約為4.38元/千克。在考慮碳捕集成本后,甲醇制氫的成本變化區間可能為21.37至37.61元/千克(具體取決于甲醇價(jià)格和其他成本因素)。
裝置簡(jiǎn)單,便于操作甲醇制氫裝置結構簡(jiǎn)單,投資規模和占地面積較小。例如,甲醇制氫加氫一體站采用撬塊化建站模式,場(chǎng)地利用率高,主體裝置占地小。同時(shí),反應條件溫和,過(guò)程控制簡(jiǎn)單,便于工業(yè)操作。
試驗與檢測方面,包括單元設備試驗和系統試驗,需檢查各種合格證、技術(shù)文件,進(jìn)行無(wú)損檢測、強度試驗、氣密性試驗和泄漏試驗等,以確保系統性能和安全。自動(dòng)控制和監測設備方面,需滿(mǎn)足工藝要求,具備報警聯(lián)鎖功能,并進(jìn)行各種壓力、溫度、流量等參數的檢測。
這一過(guò)程使得甲醇成為了一種潛在的、可用于生產(chǎn)氫氣的可再生清潔能源。而氫氣作為一種清潔、的能源,與天然氣混合燃燒可以提高能源利用效率,并有助于降低碳排放。然而,在實(shí)際應用中,甲醇制氫后與天然氣混燒也面臨一些挑戰。,混燒過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何實(shí)現兩者的有效混合和穩定燃燒。
這為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅實(shí)的政策保障。此外,根據《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標被明確劃分為三個(gè)階段,旨在逐步推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新、應用推廣和產(chǎn)業(yè)成熟。
重整反應生成的氫氣和二氧化碳,再經(jīng)過(guò)變壓吸附法(PSA)將氫氣和二氧化碳分離,從而得到高純氫氣。在工業(yè)上,利用甲醇制氫主要有三種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。其中,甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高、能量利用合理、過(guò)程控制簡(jiǎn)單,是較為常見(jiàn)的方法。