在全球气候变化对人类未来构成严重威胁的情景下,挑战性的“双碳”目标已成为国际共识,即实现二氧化碳排放达到峰值及碳中和。甲醇作为一种有潜力的氢能源媒介,其在可再生能源转换、储存和运输方面的应用前景成为了能源科学领域的研究焦点。
甲醇制氢技术的发展受到了全球气候变化和环境保护政策的推动,其重要性源于多方面的战略考量。
甲醇的液态特性意味着在常温常压下就能实现安全高效的储存和运输,大大简化了物流链,降低了氢气作为能源在应用过程中的复杂性和成本。
全甲醇制氢为这一转变提供了一种策略路径,通过这种技术,不仅可以减少煤炭和其他化石燃料的使用,而且还能降低相关的碳排放,推动绿色低碳的甲醇经济发展。
甲醇制氢技术的多项优势对于推动氢能源的应用和发展具有重要意义:
技术成熟程度方面,甲醇制氢技术已经比较成熟并得到广泛应用,其中甲醇蒸汽重整(MSR)技术和甲醇直接分解技术等多条技术路径经过长期的研发和优化,提供了良好的技术选择性和适应性,在实际应用中已经建立起稳定可靠的工艺流程。
在储存和运输方面,与高压缩或低温液化的氢气相比,作为液体燃料的甲醇在物流和储存上具备显著优势。液态的甲醇易于储存、运输,并且能够较好地兼容现有的燃料供应链设施,这减少了在基础设施建设上的投资和资源消耗。
这是最常见的甲醇制氢技术,涉及将甲醇和水蒸气混合后,在一定的压力和催化剂存在下以及170至300摄氏度的反应温度下进行裂解,产生氢气和二氧化碳。MSR技术的优势在于其较高的氢气产率、操作方便、反应条件温和以及较少的副产物,且技术已相对成熟。
(Methanol Cracking)
(Partial Oxidation of Methanol, POM)
(Electrolysis of Methanol)
除此之外,"绿氢制甲醇"也是一个新兴且有潜力的领域,这里的绿氢是指利用风能、太阳能等可再生能源生产的氢气。引入绿氢到甲醇生产中能够显著减少整个生产过程的碳排放,并且通过结合碳捕获存储技术将二氧化碳转化为甲醇,可以进一步推进氢能和绿色甲醇的应用。
甲醇制氢有望在降低碳排放、提升能源安全及推动清洁能源经济发展中扮演更加重要的角色。未来,随着绿色甲醇和甲醇制氢技术的进步及应用,甲醇将成为实现全球“双碳”目标的重要媒介,为氢能时代的到来奠定坚实的基础。