Çiqas av bi elektrolîzê tê vexwarin
Gav yek: Hilberîna hîdrojenê
Xerca avê ji du gavan pêk tê: hilberîna hîdrojenê û hilberîna hilgirê enerjiya jorîn. Ji bo hilberîna hîdrojenê, herî kêm xerckirina ava elektrolîzkirî bi qasî 9 kîlogram av ji her kîloyek hîdrojenê re ye. Lêbelê, bi hilgirtina pêvajoya demineralîzasyona avê, ev rêje dikare ji 18 heta 24 kîlogram av ji her kîloyek hîdrojenê, an jî bi qasî 25,7 heya 30,2 be..
Ji bo pêvajoya hilberîna heyî (reformkirina buhara metanê), vexwarina avê ya hindiktirîn 4,5kgH2O/kgH2 e (ji bo reaksiyonê pêdivî ye), bi girtina ava pêvajoyê û sarbûnê, vexwarina avê ya hindiktirîn 6,4-32,2kgH2O/kgH2 e.
Gav 2: Çavkaniyên enerjiyê (elektrîk an gaza xwezayî ya nûjenkirî)
Parçeyek din jî vexwarina avê ye ku ji bo hilberîna elektrîkê û gaza xwezayî ya ku dikare bê nûkirin çêbike. Xerca ava hêza fotovoltaîk di navbera 50-400 lître /MWh (2,4-19kgH2O/kgH2) û ya hêza bayê di navbera 5-45 lître /MWh (0,2-2,1kgH2O/kgH2) de diguhere. Bi heman awayî, hilberîna gazê ji gaza şêlê (li ser bingeha daneyên Dewletên Yekbûyî) dikare ji 1,14kgH2O/kgH2 berbi 4,9kgH2O/kgH2 were zêdekirin.
Di encamê de, navînî vexwarina avê ya hîdrojenê ya ku ji hêla hilberîna hêza fotovoltaîk û hilberîna hêza bayê ve hatî hilberandin bi rêzê ve 32 û 22kgH2O/kgH2 e. Nezelaliyên ji tîrêjên rojê, jiyan û naveroka silicon têne. Ev vexwarina avê di heman rêzê de ye ku hilberîna hîdrojenê ji gaza xwezayî (7,6-37 kgh2o /kgH2, bi navînî 22kgH2O/kgH2).
Bi tevahî şopa avê: Dema ku enerjiya nûjen bikar tînin kêm dibe
Mîna emîsyonên CO2, şertek ji bo şopa avê ya kêm ji bo rêyên elektrolîtîk, karanîna çavkaniyên enerjiyê yên nûjenkirî ye. Ger tenê beşek piçûk ji elektrîkê bi karanîna sotemeniyên fosîl were hilberandin, vexwarina avê ya ku bi elektrîkê re têkildar e ji ava rastîn a ku di dema elektrolîzê de tê vexwarin pir zêdetir e.
Mînakî, hilberîna hêza gazê dikare heya 2,500 lître / MWh av bikar bîne. Di heman demê de ji bo sotemeniyên fosîl (gaza xwezayî) rewşa herî baş e. Ger gazkirina komirê were hesibandin, hilberîna hîdrojenê dikare 31-31,8kgH2O/kgH2 û hilberîna komirê dikare 14,7kgH2O/kgH2 bixwe. Di heman demê de tê çaverê kirin ku xerckirina avê ji fotovoltaîk û bayê bi demê re kêm bibe ji ber ku pêvajoyên hilberînê bikêrtir dibin û hilberîna enerjiyê ya her yekîneya kapasîteya sazkirî baştir dibe.
Bi tevahî vexwarina avê di sala 2050 de
Tê payîn ku cîhan di pêşerojê de ji ya îro gelek qat zêdetir hîdrojenê bikar bîne. Mînakî, IRENA ya Cîhanî ya Veguheztina Enerjiyê Outlook texmîn dike ku di sala 2050-an de hewcedariya hîdrojenê dê bi qasî 74 EJ be, ku ji sêyan duduyan wê ji hîdrojena ku dikare were nûkirin were. Bi berhevdanê, îro (hîdrojena paqij) 8.4EJ e.
Ger hîdrojena elektrolîtîk bikaribe ji bo tevahiya sala 2050-an hewcedariya hîdrojenê bicîh bîne jî, vexwarina avê dê bi qasî 25 mîlyar metrekup be. Nîgara jêrîn vê hejmarê bi herikên vexwarina avê yên din ên ku ji hêla mirov ve hatî çêkirin re berhev dike. Di çandiniyê de herî zêde 280 milyar metrekup av, pîşesazî nêzî 800 milyar metrekup û bajar jî 470 milyar metrekup av bikar tînin. Xerca ava niha ya reforma gaza xwezayî û gazkirina komirê ji bo hilberîna hîdrojenê bi qasî 1,5 milyar metrekup e.
Ji ber vê yekê, her çend ji ber guheztinên rêyên elektrolîtîk û mezinbûna daxwazê tê çaverê kirin ku mîqdarên mezin av were xerc kirin, lê vexwarina avê ji hilberîna hîdrojenê dê dîsa jî ji herikînên din ên ku ji hêla mirovan ve têne bikar anîn pir piçûktir be. Xaleke din a referansê ew e ku serjimara avê di navbera 75 (Luksemburg) û 1200 (DYA) metrekup di salê de ye. Bi navînî 400 m3 / (ser mirovî * sal), hilberîna tevahî hîdrojenê di sala 2050 de bi ya welatek 62 mîlyon mirovî re wekhev e.
Mesrefa avê çiqas e û çiqas enerjî tê bikaranîn
nirx
Hucreyên elektrolîtîk hewceyê avê kalîteya bilind û hewceyê dermankirina avê hewce dike. Av bi kalîteya kêmtir dibe sedema hilweşîna zûtir û jiyanek kurttir. Gelek hêman, di nav de diafragm û katalîzatorên ku di alkalînan de têne bikar anîn, û her weha membran û qatên veguheztina porez ên PEM-ê, dikarin ji ber nepakiyên avê yên wekî hesin, krom, sifir, hwd. cm û tevahî karbona organîk ji 50 μg/L kêmtir e.
Av ji xerckirina enerjiyê û lêçûnên enerjiyê beşek piçûktir e. Senaryoya herî xirab a ji bo her du pîvanan desalînasyon e. Osmosis berevajî teknolojiya sereke ye ji bo desalkirinê, ku ji sedî 70-ê kapasîteya gerdûnî tê hesibandin. Mesrefa teknolojî $1900- $2000 / m³/d ye û rêjeya fêrbûnê ya 15% heye. Di vê lêçûna veberhênanê de, lêçûna dermankirinê bi qasî 1 $ / m³ ye, û dibe ku li deverên ku lêçûnên elektrîkê kêm in kêmtir be.
Wekî din, lêçûnên barkirinê dê bi qasî 1-2 $ per m³ zêde bibe. Tewra di vê rewşê de, lêçûnên dermankirina avê bi qasî 0,05 $ / kgH2 ne. Ji bo ku meriv vê yekê di perspektîfê de bihêle, lêçûna hîdrojena nûvekirî dikare bibe 2-3 $ / kgH2 heke çavkaniyên baş ên nûjenkirî peyda bibin, lê lêçûna çavkaniya navîn 4-5 $ / kgH2 ye.
Ji ber vê yekê di vê senaryoya muhafezekar de, av dê ji sedî 2 ê tevahî kêm bibe. Bikaranîna ava deryayê dikare 2,5 heta 5 carî (di warê faktora vejenê de) mîqdara ava ku vedigere zêde bike.
Xerca enerjiyê
Li ser xerckirina enerjiyê ya deşalkirinê mêze dikin, ew jî li gorî mîqdara elektrîkê ya ku ji bo têketina hucreya elektrolîtîk hewce dike pir hindik e. Yekîneya osmoza berevajî ya xebatê ya heyî bi qasî 3.0 kW/m3 dixwe. Berevajî vê, santralên deşalasyonê yên termal xwedan xerckirina enerjiyê pir zêde ne, ji 40 heta 80 KWH/m3, bi hewcedariyên hêzê yên zêde ji 2,5 heta 5 KWH/m3, li gorî teknolojiya deşalkirinê diguhere. Weke mînak rewşa muhafezekar (ango daxwaziya enerjiyê ya bilind) ya santrala hevjenerasyonê, li gorî bikaranîna pompeya germê, dê hewcedariya enerjiyê bi qasî 0,7 kWh/kg hîdrojenê were veguheztin. Ji bo vê yekê di perspektîfê de, hewcedariya elektrîkê ya hucreya elektrolîtîk bi qasî 50-55 kWh / kg e, ji ber vê yekê di senaryoya herî xirab de jî, hewcedariya enerjiyê ji bo şorkirinê bi qasî 1% ji tevaya enerjiyê ya pergalê ye.
Yek kêşeya şorkirinê avêtina ava şor e, ku dikare bandorek li ser ekosîstemên Marine yên herêmî bike. Ev şîn dikare bêtir were derman kirin da ku bandora wê ya jîngehê kêm bike, bi vî rengî 0,6-2,40 $ / m³ li lêçûna avê zêde bike. Wekî din, kalîteya ava elektrolîtîk ji ava vexwarinê hişktir e û dibe ku bibe sedema lêçûnên dermankirinê yên bilind, lê dîsa jî tê pêşbînî kirin ku ev li gorî têketina hêzê piçûk be.
Şopa avê ya ava elektrolîtîk ji bo hilberîna hîdrojenê pîvanek cîhek pir taybetî ye ku bi hebûna ava herêmî, vexwarin, hilweşandin û qirêjbûnê ve girêdayî ye. Divê hevsengiya ekosîsteman û bandora meylên avhewa yên demdirêj were hesibandin. Vexwarina avê dê bibe astengek mezin ji bo bilindkirina hîdrojena nûvekirî.
Dema şandinê: Mar-08-2023