Für die Methanpyrolyse werden etwa 37,7 kJ/Mol des erzeugten Wasserstoffs benötigt, was weniger energieintensiv ist als die Methandampfreformierung, die 41,4 kJ/Mol Wasserstoff und bis zu 63,4 kJ/Mol benötigt, wenn man die für die Verdampfung von Wasser benötigte Energie einbezieht. Bei der Methanpyrolyse handelt es sich um einen thermischen Zersetzungsprozess, bei dem Methan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff zerlegt wird. Dieser Prozess findet hauptsächlich bei Temperaturen über 700 °C ohne Katalysator und über 800 °C mit Katalysator statt. Dieser Prozess ist endotherm, d. h. er absorbiert Wärme aus der Umgebung, um abzulaufen.
Der Energiebedarf der Methanpyrolyse ist geringer als der der Methandampfreformierung, was vor allem darauf zurückzuführen ist, dass bei der Pyrolyse kein Wasser verdampft. Bei der Dampfreformierung wird Wasser in Dampf umgewandelt, was zusätzliche Energie erfordert. Dieser zusätzliche Schritt erhöht den Gesamtenergiebedarf bei der Dampfreformierung auf 63,4 kJ/Mol Wasserstoff.
Die Methanpyrolyse erfolgt bei höheren Temperaturen, in der Regel über 800 °C bei katalytischen Verfahren und über 1000 °C bei thermischen Verfahren, wobei einige Verfahren mit Plasmabrennern bis zu 2000 °C erreichen. Diese hohen Temperaturen sind notwendig, um die Stabilität der C-H-Bindungen von Methan zu überwinden und eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und Methanumwandlung zu erreichen.
Trotz der höheren Temperaturen gilt die Methanpyrolyse als energieeffizienter als die Dampfreformierung, da Wasserstoff und fester Kohlenstoff direkt erzeugt werden, ohne dass Wasser verdampft werden muss. Darüber hinaus bietet die Methanpyrolyse eine erhebliche Verringerung der Kohlendioxidemissionen, die je nach verwendeter Wärmequelle (z. B. erneuerbarer Strom oder Verbrennung eines Teils des erzeugten Wasserstoffs) bis zu 85 % oder mehr betragen kann. Dies macht die Methanpyrolyse zu einer vielversprechenden Alternative für die Wasserstofferzeugung mit geringeren Treibhausgasemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie der Dampfreformierung.
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