Electrolysis ဖြင့် ရေမည်မျှ သုံးစွဲသည်
အဆင့်တစ်- ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှု
ရေသုံးစွဲမှုသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် အထက်ပိုင်း စွမ်းအင်တင်ဆောင်မှု ထုတ်လုပ်မှု အဆင့်နှစ်ဆင့်မှ လာသည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုအတွက်၊ အီလက်ထရောနစ်သုံးစွဲမှုအနည်းဆုံးမှာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်တစ်ကီလိုဂရမ်လျှင် ရေ ၉ ကီလိုဂရမ်ခန့်ဖြစ်သည်။ သို့သော် ရေ၏ သတ္တုဓာတ်ခွဲထုတ်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားလျှင် ဤအချိုးသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်တစ်ကီလိုဂရမ်လျှင် ရေ 18 မှ 24 ကီလိုဂရမ်အထိ ရှိနိုင်သည် သို့မဟုတ် 25.7 မှ 30.2 အထိ မြင့်မားနိုင်သည်။.
လက်ရှိ ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ် (မီသိန်း ရေနွေးငွေ့ ပြုပြင်ခြင်း) အတွက် အနိမ့်ဆုံး ရေသုံးစွဲမှုသည် 4.5kgH2O/kgH2 (တုံ့ပြန်မှုအတွက် လိုအပ်သည်)၊ လုပ်ငန်းစဉ် ရေနှင့် အအေးခံမှု အရ အနည်းဆုံး ရေသုံးစွဲမှုသည် 6.4-32.2kgH2O/kgH2 ဖြစ်သည်။
အဆင့် 2- စွမ်းအင်ရင်းမြစ်များ (ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ် သို့မဟုတ် သဘာဝဓာတ်ငွေ့)
နောက်တစ်ခုကတော့ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားနဲ့ သဘာဝဓာတ်ငွေ့ ထုတ်လုပ်ဖို့အတွက် ရေသုံးစွဲမှုပါပဲ။ photovoltaic power ၏ ရေသုံးစွဲမှုသည် 50-400 liters/MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) နှင့် လေအား 5-45 liters/MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2) အကြား ကွဲပြားသည်။ အလားတူ shale ဓာတ်ငွေ့ (အမေရိကန်ဒေတာအပေါ်အခြေခံ၍) မှဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်မှုသည် 1.14kgH2O/kgH2 မှ 4.9kgH2O/kgH2 သို့ တိုးနိုင်သည်။
နိဂုံးချုပ်အားဖြင့်၊ photovoltaic ဓာတ်အားထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် လေစွမ်းအင်ထုတ်လုပ်ခြင်းမှ ထုတ်ပေးသော ဟိုက်ဒရိုဂျင် စုစုပေါင်းရေသုံးစွဲမှုမှာ 32 နှင့် 22kgH2O/kgH2 အသီးသီးဖြစ်သည်။ မသေချာမရေရာမှုများသည် နေရောင်ခြည်၊ တစ်သက်တာနှင့် ဆီလီကွန်ပါဝင်မှုတို့မှ လာပါသည်။ ဤရေသုံးစွဲမှုသည် သဘာဝဓာတ်ငွေ့မှ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ပြင်းအားတူညီသည် (7.6-37 kgh2o/kgH2၊ ပျမ်းမျှ 22kgH2O/kgH2)။
စုစုပေါင်းရေခြေရာ- ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ကို အသုံးပြုသောအခါ နိမ့်ကျသည်။
CO2 ထုတ်လွှတ်မှုကဲ့သို့ပင်၊ လျှပ်စစ်လမ်းကြောင်းများအတွက် ရေနည်းသောခြေရာတစ်ခုအတွက် လိုအပ်သောအချက်မှာ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ရင်းမြစ်များကို အသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။ ရုပ်ကြွင်းလောင်စာများကို အသုံးပြု၍ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား၏ အနည်းငယ်မျှသာ ထုတ်ပေးပါက၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် ဆက်စပ်နေသော ရေသုံးစွဲမှုသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်ပြုစဉ်အတွင်း အမှန်တကယ်သုံးစွဲသည့် ရေထက် များစွာ မြင့်မားသည်။
ဥပမာအားဖြင့်၊ သဘာဝဓာတ်ငွေ့သုံး ရေအား လီတာ ၂၅၀၀/မဂ္ဂါဝပ်အထိ အသုံးပြုနိုင်သည်။ ကျောက်ဖြစ်ရုပ်ကြွင်းလောင်စာ (သဘာဝဓာတ်ငွေ့) အတွက် အကောင်းဆုံး ကိစ္စလည်းဖြစ်သည်။ ကျောက်မီးသွေးဓာတ်ငွေ့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါက ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုသည် 31-31.8kgH2O/kgH2 စားသုံးနိုင်ပြီး ကျောက်မီးသွေးထုတ်လုပ်မှု 14.7kgH2O/kgH2 စားသုံးနိုင်သည်။ ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များ ပိုမိုထိရောက်လာပြီး တပ်ဆင်စွမ်းရည် တစ်ယူနစ်လျှင် စွမ်းအင်ထွက်ရှိမှု ပိုမိုကောင်းမွန်လာသောကြောင့် photovoltaic နှင့် လေမှ ရေသုံးစွဲမှုမှာလည်း အချိန်နှင့်အမျှ လျော့နည်းလာမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။
စုစုပေါင်းရေသုံးစွဲမှု 2050
ကမ္ဘာကြီးသည် ယနေ့ခေတ်ထက် အနာဂတ်တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို အဆများစွာ ပိုမိုသုံးစွဲရန် မျှော်လင့်ထားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ IRENA ၏ World Energy Transitions Outlook သည် 2050 တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဝယ်လိုအားသည် 74EJ ခန့်ရှိလိမ့်မည်ဖြစ်ပြီး ယင်းတို့အနက် သုံးပုံနှစ်ပုံခန့်သည် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ ဟိုက်ဒရိုဂျင်မှ လာမည်ဖြစ်သည်။ နှိုင်းယှဉ်ကြည့်လျှင် ယနေ့ (သန့်စင်သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်) သည် 8.4EJ ဖြစ်သည်။
အီလက်ထရွန်းနစ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်သည် 2050 ခုနှစ်တစ်ခုလုံးအတွက် ဟိုက်ဒရိုဂျင် လိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သော်လည်း ရေသုံးစွဲမှုသည် ကုဗမီတာ 25 ဘီလီယံခန့် ရှိမည်ဖြစ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် ဤကိန်းဂဏန်းအား အခြားလူလုပ်ရေသုံးစွဲမှုလမ်းကြောင်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ စိုက်ပျိုးရေးလုပ်ငန်းက ရေကုဗမီတာ ၂၈၀ ဘီလီယံ အများဆုံးအသုံးပြုပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းက ကုဗမီတာ ၈၀၀ ဘီလီယံနီးပါးနဲ့ မြို့တွေမှာ ၄၇၀ ဘီလီယံကုဗမီတာ အသုံးပြုပါတယ်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် သဘာဝဓာတ်ငွေ့ ပြုပြင်ခြင်းနှင့် ကျောက်မီးသွေးဓာတ်ငွေ့ သုံးစွဲမှု၏ လက်ရှိရေသုံးစွဲမှုသည် ကုဗမီတာ ၁.၅ ဘီလီယံခန့်ဖြစ်သည်။
ထို့ကြောင့်၊ လျှပ်စစ်လမ်းကြောင်းပြောင်းလဲမှုနှင့် ဝယ်လိုအားများလာခြင်းကြောင့် ရေပမာဏအများအပြား သုံးစွဲရန် မျှော်လင့်ထားသော်လည်း ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုမှ ရေသုံးစွဲမှုသည် လူသားများအသုံးပြုသည့် အခြားစီးဆင်းမှုများထက် များစွာနည်းပါးနေသေးသည်။ အခြားရည်ညွှန်းချက်မှာ တစ်ဦးချင်းရေသုံးစွဲမှုသည် တစ်နှစ်လျှင် ၇၅ (လူဇင်ဘတ်) နှင့် ၁၂၀၀ (အမေရိကန်) ကုဗမီတာကြားဖြစ်သည်။ ပျမ်းမျှအားဖြင့် 400 m3 / (တစ်ဦးချင်း * တစ်နှစ်) တွင်၊ 2050 ခုနှစ်တွင် စုစုပေါင်း ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုသည် လူဦးရေ 62 သန်းရှိသော နိုင်ငံနှင့် ညီမျှသည်။
ရေဘယ်လောက်ကုန်ကျပြီး စွမ်းအင်ဘယ်လောက်သုံးလဲ။
ကုန်ကျစရိတ်
Electrolytic cells များသည် အရည်အသွေးမြင့်ရေ လိုအပ်ပြီး ရေသန့်စင်မှု လိုအပ်ပါသည်။ အရည်အသွေးနိမ့်သောရေသည် ပျက်စီးမှုပိုမိုမြန်ဆန်စေပြီး သက်တမ်းတိုစေသည်။ အယ်ကာလိုင်းများတွင် အသုံးပြုသည့် အမြှေးပါးများနှင့် PEM ၏ သေးငယ်သော သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးအလွှာများ အပါအဝင် ဒြပ်စင်အများအပြားသည် သံ၊ ခရိုမီယမ်၊ ကြေးနီစသည်ဖြင့် ရေအညစ်အကြေးများကို ဆိုးရွားစွာ ထိခိုက်စေနိုင်ပါသည်။ ရေစီးကူးနိုင်မှုသည် 1μS/ အောက်သာ လိုအပ်ပါသည်။ စင်တီမီတာနှင့် စုစုပေါင်း အော်ဂဲနစ်ကာဗွန် 50μg/L အောက်။
ရေသည် စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်၏ ဝေစုအနည်းငယ်မျှသာရှိသည်။ ကန့်သတ်ချက်နှစ်ခုစလုံးအတွက် အဆိုးဆုံးအခြေအနေမှာ ရေဆေးချခြင်း ဖြစ်သည်။ Reverse osmosis သည် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ စွမ်းရည်၏ 70 ရာခိုင်နှုန်းနီးပါးကို ရေဆေးသန့်စင်ခြင်းအတွက် အဓိကနည်းပညာဖြစ်သည်။ နည်းပညာသည် $1900- $2000/m³/d ကုန်ကျပြီး သင်ယူမှုမျဉ်းကွေးနှုန်း 15% ရှိသည်။ ဤရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှုကုန်ကျစရိတ်တွင်၊ ကုသမှုကုန်ကျစရိတ်မှာ $1 /m³ ခန့်ရှိပြီး လျှပ်စစ်ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးသောနေရာများတွင် သက်သာနိုင်ပါသည်။
ထို့အပြင်၊ ပို့ဆောင်ခတစ် m³လျှင် $1-2 ခန့် တိုးလာပါမည်။ ဤကိစ္စတွင်ပင်၊ ရေသန့်စင်မှုကုန်ကျစရိတ်သည် $0.05/kgH2 ခန့်ဖြစ်သည်။ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ အရင်းအမြစ်ကောင်းများ ရရှိပါက ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ ဟိုက်ဒရိုဂျင်၏ ကုန်ကျစရိတ်သည် ဒေါ်လာ 2-3/kgH2 ဖြစ်နိုင်ပြီး ပျမ်းမျှအရင်းအမြစ်၏ ကုန်ကျစရိတ်မှာ $4-5/kgH2 ဖြစ်သည်။
ထို့ကြောင့် ဤရှေးရိုးစွဲအခြေအနေတွင်၊ ရေစုစုပေါင်း၏ ၂ ရာခိုင်နှုန်းအောက်သာ ကုန်ကျမည်ဖြစ်သည်။ ပင်လယ်ရေကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ပြန်လည်ရယူသည့် ရေပမာဏကို ၂.၅ ဆမှ ၅ ဆအထိ တိုးမြင့်လာစေနိုင်သည်။
စွမ်းအင်သုံးစွဲမှု
desalination ၏ စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုကို ကြည့်လျှင် electrolytic cell ကို ထည့်သွင်းရန် လိုအပ်သော လျှပ်စစ်ပမာဏနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အလွန်နည်းပါးပါသည်။ လက်ရှိလည်ပတ်နေသော reverse osmosis ယူနစ်သည် 3.0 kW/m3 ခန့်စားသုံးသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ အပူပေးသန့်စင်သည့်စက်ရုံများသည် သန့်စင်မှုနည်းပညာပေါ်မူတည်၍ 40 မှ 80 KWH/m3 မှ 40 မှ 80 KWH/m3 မှ စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုပိုမိုမြင့်မားပြီး အပိုပါဝါလိုအပ်ချက်များမှာ 2.5 မှ 5 KWH/m3 အထိဖြစ်သည်။ အပူပေးပန့်ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် စွမ်းအင်လိုအပ်ချက်ကို ဟိုက်ဒရိုဂျင် 0.7kWh/kg ခန့်သို့ ပြောင်းလဲသွားမည်ဖြစ်သည်။ ၎င်းကိုရှုထောင့်အရကြည့်ရန်၊ electrolytic cell ၏လျှပ်စစ်ဓာတ်အားလိုအပ်ချက်မှာ 50-55kWh/kg ခန့်ဖြစ်သည်၊ ထို့ကြောင့်အဆိုးဆုံးအခြေအနေတွင်ပင်၊ desalination အတွက်စွမ်းအင်လိုအပ်ချက်သည် system သို့စုစုပေါင်းစွမ်းအင်ထည့်သွင်းမှု၏ 1% ခန့်ဖြစ်သည်။
ရေသန့်စင်ခြင်း၏ စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုမှာ ဆားငန်ရေကို စွန့်ပစ်ခြင်းဖြစ်ပြီး၊ ယင်းသည် ဒေသတွင်း အဏ္ဏဝါဂေဟစနစ်များအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်။ ဤဆားရည်အိုင်သည် ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်ထိခိုက်မှုကို လျှော့ချရန်အတွက် နောက်ထပ် ကုသနိုင်သည်၊ ထို့ကြောင့် ရေကုန်ကျစရိတ်တွင် နောက်ထပ် $0.6-2.40/m³ ပေါင်းထည့်သည်။ ထို့အပြင်၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားသုံးရေအရည်အသွေးသည် သောက်သုံးရေထက် ပိုမိုတင်းကျပ်ပြီး ကုသစရိတ်ပိုမိုမြင့်မားစေသော်လည်း ပါဝါထည့်သွင်းမှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက နည်းပါးနေသေးသည်။
ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုအတွက် လျှပ်စစ်ရေ၏ ရေခြေရာသည် ဒေသန္တရ ရေရရှိနိုင်မှု၊ သုံးစွဲမှု၊ ဆုတ်ယုတ်မှုနှင့် ညစ်ညမ်းမှုတို့အပေါ် မူတည်သည့် အလွန်တိကျသော တည်နေရာ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခု ဖြစ်သည်။ ဂေဟစနစ်များ၏ ဟန်ချက်ညီမှုနှင့် ရေရှည်ရာသီဥတုလမ်းကြောင်းများ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ ရေသုံးစွဲမှုသည် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပမာဏကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အဓိကအတားအဆီးတစ်ခုဖြစ်သည်။
စာတိုက်အချိန်- မတ်-၀၈-၂၀၂၃