Konbyen dlo elektwoliz konsome?

Konbyen dlo ki konsome pa elektwoliz

Premye etap: pwodiksyon idwojèn

Konsomasyon dlo soti nan de etap: pwodiksyon idwojèn ak pwodiksyon konpayi asirans enèji en. Pou pwodiksyon idwojèn, konsomasyon minimòm dlo elektwolize se apeprè 9 kilogram dlo pou chak kilogram idwojèn. Sepandan, pran an kont pwosesis demineralizasyon dlo a, rapò sa a ka varye ant 18 a 24 kilogram dlo pou chak kilogram idwojèn, oswa menm jiska 25.7 a 30.2..

 

Pou pwosesis pwodiksyon ki egziste deja (refòmasyon vapè metàn), konsomasyon minimòm dlo a se 4.5kgH2O/kgH2 (obligatwa pou reyaksyon), pran an kont dlo pwosesis ak refwadisman, konsomasyon dlo minimòm lan se 6.4-32.2kgH2O/kgH2.

 

Etap 2: Sous enèji (elektrik renouvlab oswa gaz natirèl)

Yon lòt eleman se konsomasyon dlo pou pwodwi elektrisite renouvlab ak gaz natirèl. Konsomasyon dlo a nan pouvwa fotovoltaik varye ant 50-400 lit / MWh (2.4-19kgH2O / kgH2) ak sa yo ki nan pouvwa van ant 5-45 lit / MWh (0.2-2.1kgH2O / kgH2). Menm jan an tou, pwodiksyon gaz nan gaz ajil feyte (ki baze sou done US) ka ogmante soti nan 1.14kgH2O/kgH2 a 4.9kgH2O/kgH2.

 

An konklizyon, konsomasyon an mwayèn total dlo nan idwojèn ki te pwodwi pa jenerasyon pouvwa fotovoltaik ak jenerasyon pouvwa van se sou 32 ak 22kgH2O / kgH2, respektivman. Ensètitid yo soti nan radyasyon solè, tout lavi ak kontni Silisyòm. Konsomasyon dlo sa a se sou menm lòd nan grandè ak pwodiksyon idwojèn soti nan gaz natirèl (7.6-37 kgh2o / kgH2, ak yon mwayèn de 22kgH2O / kgH2).

 

Anprint total dlo: Pi ba lè w ap itilize enèji renouvlab

Menm jan ak emisyon CO2, yon avantou pou yon anprint dlo ki ba pou wout elektwolitik se itilizasyon sous enèji renouvlab. Si se sèlman yon ti fraksyon nan elektrisite ki pwodui lè l sèvi avèk konbistib fosil, konsomasyon dlo ki asosye ak elektrisite pi wo pase dlo aktyèl la konsome pandan elektwoliz.

 

Pou egzanp, jenerasyon pouvwa gaz ka itilize jiska 2,500 lit / MWh dlo. Li se tou ka ki pi bon pou konbistib fosil (gaz natirèl). Si yo konsidere gazeifikasyon chabon, pwodiksyon idwojèn ka konsome 31-31.8kgH2O/kgH2 ak pwodiksyon chabon ka konsome 14.7kgH2O/kgH2. Konsomasyon dlo nan fotovoltaik ak van tou espere diminye sou tan kòm pwosesis fabrikasyon vin pi efikas ak pwodiksyon enèji pou chak inite nan kapasite enstale amelyore.

 

Konsomasyon total dlo nan 2050

Mond lan sipoze itilize anpil fwa plis idwojèn alavni pase jodi a. Pou egzanp, World Energy Transitions Outlook IRENA a estime ke demann idwojèn an 2050 pral apeprè 74EJ, nan ki apeprè de tyè ap soti nan idwojèn renouvlab. Nan konparezon, jodi a (idwojèn pi) se 8.4EJ.

 

Menm si idwojèn elektwolitik ta ka satisfè demann idwojèn pou tout ane 2050 la, konsomasyon dlo ta dwe apeprè 25 milya mèt kib. Figi ki anba la a konpare figi sa a ak lòt kouran dlo ki fèt lèzòm. Agrikilti itilize pi gwo kantite 280 milya mèt kib dlo, pandan ke endistri itilize prèske 800 milya mèt kib ak vil yo itilize 470 milya mèt kib. Konsomasyon dlo aktyèl la nan refòm gaz natirèl ak gazeifikasyon chabon pou pwodiksyon idwojèn se apeprè 1.5 milya mèt kib.

Kidonk, byenke yo espere konsome gwo kantite dlo akòz chanjman nan chemen elektwolitik ak demann k ap grandi, konsomasyon dlo ki soti nan pwodiksyon idwojèn ap toujou pi piti pase lòt koule moun itilize. Yon lòt pwen referans se ke konsomasyon dlo per capita se ant 75 (Leksembourg) ak 1,200 (US) mèt kib pou chak ane. Nan yon mwayèn de 400 m3 / (per capita * ane), total pwodiksyon idwojèn an 2050 ekivalan a yon peyi ki gen 62 milyon moun.

 

Konbyen dlo koute ak konbyen enèji yo itilize

 

pri

Selil elektwolitik mande pou dlo kalite siperyè epi yo mande tretman dlo. Dlo pi ba kalite mennen nan degradasyon pi vit ak lavi pi kout. Anpil eleman, ki gen ladan dyafram ak katalis yo itilize nan alkalin, osi byen ke manbràn yo ak kouch transpò pore nan PEM, ka afekte negatif pa enpurte dlo tankou fè, chromium, kwiv, elatriye. Konduktivite dlo oblije mwens pase 1μS /. cm ak total kabòn òganik mwens pase 50μg / L.

 

Dlo konte pou yon pati relativman ti nan konsomasyon enèji ak depans yo. Senaryo ki pi mal la pou tou de paramèt se desalinasyon. Osmoz envès se teknoloji prensipal la pou desalination, kontablite pou prèske 70 pousan nan kapasite mondyal la. Teknoloji a koute $ 1900- $ 2000 / m³ / d e li gen yon pousantaj koub aprantisaj 15%. Nan pri envestisman sa a, pri tretman an apeprè $1 /m³, epi li ka pi ba nan zòn kote pri elektrisite yo ba.

 

Anplis de sa, depans anbake yo ap ogmante pa apeprè $ 1-2 pou chak m³. Menm nan ka sa a, depans pou tretman dlo yo apeprè $ 0.05 / kgH2. Pou mete sa nan pèspektiv, pri idwojèn renouvlab kapab $2-3 /kgH2 si gen bon resous renouvlab ki disponib, pandan y ap pri a nan resous mwayèn se $4-5 /kgH2.

 

Se konsa, nan senaryo konsèvatif sa a, dlo ta koute mwens pase 2 pousan nan total la. Itilizasyon dlo lanmè ka ogmante kantite dlo refè pa 2.5 a 5 fwa (an tèm de faktè rekiperasyon).

 

Konsomasyon enèji

Gade nan konsomasyon enèji nan desalination, li tou piti anpil konpare ak kantite elektrisite ki nesesè pou antre selil elektwolitik la. Aktyèl fonksyònman inite osmoz inverse konsome apeprè 3.0 kW/m3. Kontrèman, plant dessalement tèmik gen pi gwo konsomasyon enèji, sòti nan 40 a 80 KWH/m3, ak kondisyon adisyonèl pouvwa sòti nan 2.5 a 5 KWH/m3, tou depann de teknoloji a desalination. Lè w pran ka konsèvatif (sa vle di pi wo demann enèji) nan yon plant kojenerasyon kòm yon egzanp, an sipoze itilizasyon yon ponp chalè, demann enèji a ta konvèti nan apeprè 0.7kWh/kg idwojèn. Pou mete sa a nan pèspektiv, demann elektrisite nan selil elektwolitik la se sou 50-55kWh / kg, kidonk menm nan senaryo ki pi mal la, demann enèji pou desalination se apeprè 1% nan opinyon enèji total nan sistèm nan.

 

Youn nan defi dessalement se jete dlo sale, ki ka gen yon enpak sou ekosistèm Marin lokal yo. Eau sa a ka plis trete pou redwi enpak anviwònman an, konsa ajoute yon lòt $0.6-2.40 /m³ nan pri dlo. Anplis de sa, bon jan kalite dlo elektwolitik pi sevè pase dlo pou bwè epi li ka lakòz pi gwo depans tretman, men sa a toujou espere piti konpare ak opinyon pouvwa a.

Anprint dlo nan dlo elektwolitik pou pwodiksyon idwojèn se yon paramèt kote trè espesifik ki depann de disponiblite dlo lokal, konsomasyon, degradasyon ak polisyon. Yo ta dwe konsidere balans ekosistèm yo ak enpak tandans klima alontèm yo. Konsomasyon dlo pral yon gwo obstak pou ogmante idwojèn renouvlab.