随着全球对气候变化的关注不断升温，国家碳中和和碳达峰政策越来越多地得到实施。 在能源转型过程中，氢作为清洁能源的生产、储存和运输变得越来越困难。 电解水制氢和甲醇重整制氢作为两种常见的制氢方法，受到了行业内外的广泛关注。 本文将对这两种制氢方式进行比较，探讨其优缺点及适用场景，为能源转型提供参考。

电解水制氢

电解水制氢是利用电能将水（H2O）分解为氢气（H2）和氧气（O2）的过程。 该方法具有以下优点：

1、清洁环保：电解水制氢过程不涉及任何燃烧反应，不产生有害气体排放。

2、高纯氢气：电解水制氢可以获得高纯氢气，氢气纯度高，稍加纯化后可直接用于燃料电池等应用。

3、可再生能源利用：电解水制氢可与可再生能源（如太阳能、风能）结合，将可再生能源转化为氢气进行储存和利用，实现能源的可持续利用。

然而，电解水制氢也存在一些挑战：

1、能耗高：电解水制氢需要大量的电能。 对电能的高需求使得这种类型的氢气生产在使用化石燃料发电的地区不经济。 同时，还存在排放量高的问题。

2、氢气储存和运输问题：氢气的储存和运输相对困难，涉及高压储氢或液化氢储存等技术，增加了系统的复杂性和成本。

3、成本高：目前电解水制氢技术的成本较高，主要是电解设备和电力的成本。

甲醇重整制氢

甲醇重整制氢是甲醇（CH3OH）在催化剂的作用下在高温下发生化学反应生成氢气的过程。 该方法具有以下特点：

1、储存和运输方便：与气态氢气相比，液态甲醇更容易储存和运输，减少了氢气储存和运输带来的成本和安全问题。

2、旧加氢网络设施再利用：甲醇的储存、运输和加注可以利用现有液体燃料基础设施，无需新建加氢站，可有效减少能源转型所需的基础设施投资。

3、原料来源广泛、价格低廉：甲醇作为一种生产方式多样化的燃料，可以通过生物质合成或化石能源获得。 其来源广泛，是国内储量最大的燃料之一。

然而，甲醇重整制氢也面临以下挑战：

a) 碳排放问题：如果甲醇的生产过程涉及化石燃料的使用，就会产生一定的碳排放，但采用可再生资源生产的绿色酒精可以实现碳排放的闭环。

b)氢气纯度低：甲醇重整制氢产生的氢气可能含有一定的杂质，需要后续处理才能得到高纯度的氢气。 然而，通过安装钯膜纯化装置可以实现高纯度氢气的在线输出。

目前，液态阳光甲醇生产技术可解决甲醇应用的碳排放困境。 液态阳光是指从太阳能/风能制氢中获得的氢气与捕获的二氧化碳相结合来生产甲醇。 该方法产生的甲醇可以以液体形式储存氢气，方便运输、安全高效，同时还可以实现碳排放的闭环，从而达到碳中和的目标。

针对甲醇重整制氢过程中产生的杂质，市场上有一些常见的纯化技术来纯化氢气：

压力摩尔吸附（Swing，简称PSA）：PSA是一种基于吸附剂分离杂质气体的方法。 在PSA工艺中，当氢气通过吸附剂床时，吸附剂选择性地吸附其他气体组分，如甲烷、一氧化碳等，从而实现氢气的纯化。

膜分离（ ）：膜分离是使用特定的半透膜根据分子大小或溶解度分离气体的过程。 在氢气纯化过程中，通过选择合适的膜材料和操作条件，可以将杂质气体从氢气中分离出来。

常温吸附（Swing，简称TSA）：TSA利用吸附剂在常温下对不同组分气体的吸附选择性来实现分离。 通过调节不同气体在吸附剂上的吸附速率和亲和力，可以将杂质气体与氢气分离。

通常甲醇氢以大规模化学工业的形式生产。 通过化学重整产生氢气，然后进入PSA变压吸附系统进行纯化。 它有一定的地域限制。 产生的氢气还需要以高压或液化的形式产生。 对于储运而言，储运端的成本问题仍然无法解决。

广东能创科技自主研发的甲醇在线制氢系统，可有效解决大规模化工甲醇制氢中的氢气储存和运输问题。 甲醇在线制氢系统集成了甲醇重整模块和钯膜纯化模块，用小设备替代大型化工。 可以使用。 其中，公司开发的钯膜净化技术可以在小体积内有效地将含有杂质的氢气净化至燃料电池用氢气的标准纯度。 以目前甲醇期货价格2200-2500元计算，每公斤制氢成本仅为16-18元。 同时，甲醇也是液态氢的最佳载体。 通过甲醇在线制氢，可以大幅降低氢气在储运端的成本，从而降低终端用户的氢气消耗成本。

综上所述，电解水制氢和重整甲醇制氢是潜在的制氢方法。 电解水制氢具有清洁环保、氢气纯度高、可再生能源利用等优点，适合可再生能源丰富、电力供应稳定的地区。 甲醇重整制氢具有储运方便、基础设施利用、应用范围广泛等优点，适合在现有液体燃料基础设施相对发达的地区推广应用。 在实际应用中，需要综合考虑区域可再生能源资源、能源需求以及碳减排目标和应用场景等因素，选择最合适的制氢方式，促进能源转型，实现碳中和的目标。