加強對甲醇生產過程的節(jié)能減排技術研究，優(yōu)化生產工藝，降低甲醇生產過程中的碳排放。對于甲醇制氫過程中產生的二氧化碳，積極開展碳捕集、利用與封存（CCUS）技術的研究和應用，將二氧化碳轉化為有價值的產品或進行封存，減少其對大氣環(huán)境的影響 。

在經濟成本方面，天然氣制氫的原料成本受天然氣價格波動影響較大。以某地區(qū)為例，若天然氣價格為 3.5 元 /m3 ，生產 1 標準立方米氫氣，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 。

而甲醇制氫以甲醇價格 2500 元 噸計算，生產 1 標準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較低。在設備投資方面，天然氣制氫裝置通常規(guī)模較大，設備復雜，投資成本較高，一套日產 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 ，甲醇制氫設備投資相對較少。

在環(huán)境效益方面，天然氣制氫過程中，雖然主要產物為氫氣和二氧化碳，但在天然氣開采、運輸以及制氫反應過程中，會產生一定量的溫室氣體排放。據相關研究，天然氣制氫的全生命周期碳排放約為 10 - 15kgCO?/kgH? 。


而甲醇制氫若采用天然氣為原料生產甲醇再制氫，其碳排放主要集中在甲醇生產階段，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甲醇再制氫，碳排放則更高 。


但甲醇制氫過程中產生的二氧化碳相對純凈，更易于捕集和利用，在碳捕集與封存（CCS）技術應用方面具有一定優(yōu)勢。與電解水制氫相比，甲醇制氫的效益特點也十分明顯。在經濟成本上，電解水制氫的成本主要取決于電價。


前文已計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 ，遠低于電解水制氫在高電價情況下的成本。在環(huán)境效益方面，電解水制氫過程清潔，不產生二氧化碳等污染物，若使用可再生能源發(fā)電進行電解水，可實現近乎零碳排放。


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


清華大學團隊開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復合催化劑（Pt - SA@C3N4），在 180℃下即可實現甲醇轉化率 99.8%，其活性位點利用率較傳統(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。