الیکٹروليسس ذريعي ڪيترو پاڻي استعمال ڪيو ويندو آهي؟

الیکٹروليسس ذريعي ڪيترو پاڻي استعمال ڪيو ويندو آهي

قدم هڪ: هائيڊروجن جي پيداوار

پاڻي جو استعمال ٻن مرحلن مان ايندو آهي: هائيڊروجن جي پيداوار ۽ اپ اسٽريم انرجي ڪيريئر جي پيداوار. هائيڊروجن جي پيداوار لاءِ، اليڪٽرولائيزڊ پاڻي جو گھٽ ۾ گھٽ استعمال تقريباً 9 ڪلوگرام پاڻي في ڪلوگرام هائيڊروجن آهي. بهرحال، پاڻيءَ جي معدنيات جي عمل کي نظر ۾ رکندي، اهو تناسب 18 کان 24 ڪلوگرام پاڻي في ڪلو گرام هائڊروجن، يا ان کان به وڌيڪ 25.7 کان 30.2 تائين ٿي سگهي ٿو..

 

موجوده پيداواري عمل لاءِ (ميٿين اسٽيم ريفارمنگ)، گھٽ ۾ گھٽ پاڻي واپرائڻ 4.5kgH2O/kgH2 (رد عمل لاءِ گھربل) آھي، پاڻي ۽ کولنگ جي عمل کي مدنظر رکندي، گھٽ ۾ گھٽ پاڻي واپرائڻ 6.4-32.2kgH2O/kgH2 آھي.

 

قدم 2: توانائي جا ذريعا (قابل تجديد بجلي يا قدرتي گئس)

هڪ ٻيو حصو قابل تجديد بجلي ۽ قدرتي گئس پيدا ڪرڻ لاء پاڻي جو استعمال آهي. فوٽووولٽڪ پاور جو پاڻي واپرائڻ 50-400 ليٽر/MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) ۽ ونڊ پاور جي وچ ۾ 5-45 ليٽر/MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2) جي وچ ۾ آهي. اهڙي طرح، شيل گيس مان گئس جي پيداوار (يو ايس ڊيٽا جي بنياد تي) 1.14kgH2O/kgH2 کان 4.9kgH2O/kgH2 تائين وڌائي سگهجي ٿي.

 

نتيجي ۾، فوٽووولٽڪ پاور جنريشن ۽ ونڊ پاور جنريشن ذريعي پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن جو سراسري ڪل پاڻي واپرائڻ، بالترتيب 32 ۽ 22kgH2O/kgH2 آهي. غير يقيني صورتحال شمسي تابڪاري، لائف ٽائيم ۽ سلکان مواد مان اينديون آهن. هي پاڻي جو استعمال قدرتي گئس مان هائيڊروجن جي پيداوار (7.6-37 kgh2o/kgH2، سراسري طور 22kgH2O/kgH2) جي برابر آهي.

 

کل واٽر فوٽ پرنٽ: قابل تجديد توانائي استعمال ڪرڻ وقت لوئر

CO2 جي اخراج سان ملندڙ جلندڙ، اليڪٽرولائيٽڪ رستن لاءِ گهٽ پاڻيءَ جي پيرن لاءِ هڪ شرط قابل تجديد توانائي جي ذريعن جو استعمال آهي. جيڪڏهن بجليءَ جو فقط هڪ ننڍڙو حصو فوسل فيول استعمال ڪري پيدا ڪيو وڃي ٿو، ته بجليءَ سان لاڳاپيل پاڻي جو استعمال اليڪٽرولائيزيشن دوران استعمال ٿيندڙ حقيقي پاڻي کان تمام گهڻو آهي.

 

مثال طور، گئس پاور جنريشن 2,500 ليٽر / ميگاواٽ پاڻي استعمال ڪري سگھي ٿي. اهو پڻ فوسل ايندھن (قدرتي گيس) لاء بهترين ڪيس آهي. جيڪڏهن ڪوئلي جي گئسائيزيشن تي غور ڪيو وڃي ته، هائيڊروجن جي پيداوار 31-31.8kgH2O/kgH2 استعمال ڪري سگهي ٿي ۽ ڪوئلي جي پيداوار 14.7kgH2O/kgH2 استعمال ڪري سگهي ٿي. ڦوٽو وولٽڪ ۽ واءَ مان پاڻي جو استعمال به وقت سان گڏ گھٽجڻ جي اميد رکي ٿو جيئن پيداواري عمل وڌيڪ ڪارگر ٿي وڃن ٿا ۽ توانائي جي پيداوار في يونٽ نصب ٿيل ظرفيت ۾ بهتري اچي ٿي.

 

2050 ۾ پاڻي جو ڪل استعمال

دنيا کي اميد آهي ته مستقبل ۾ اڄ جي ڀيٽ ۾ ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ هائڊروجن استعمال ڪندو. مثال طور، IRENA's World Energy Transitions Outlook جو اندازو آهي ته 2050 ۾ هائيڊروجن جي گهرج اٽڪل 74EJ هوندي، جنهن مان ٻه ٽيون حصو قابل تجديد هائيڊروجن مان ايندو. مقابلي ۾، اڄ (خالص هائيڊروجن) 8.4EJ آهي.

 

جيتوڻيڪ اليڪٽرولائيٽڪ هائيڊروجن سڄي 2050 تائين هائيڊروجن جي گهرج کي پورو ڪري سگهي ٿي، پاڻي جو استعمال تقريبا 25 بلين ڪيوبڪ ميٽر هوندو. هيٺ ڏنل انگ اکر هن انگ کي ٻين انسانن جي ٺاهيل پاڻي جي واپرائڻ واري وهڪري سان ڀيٽ ڪري ٿو. زراعت سڀ کان وڌيڪ 280 بلين ڪيوبڪ ميٽر پاڻي استعمال ڪري ٿي، جڏهن ته صنعت 800 بلين ڪيوبڪ ميٽر استعمال ڪري ٿي ۽ شهر 470 بلين ڪيوبڪ ميٽر استعمال ڪن ٿا. ھائيڊروجن جي پيداوار لاء قدرتي گئس جي سڌاري ۽ ڪوئلي جي گيسائيشن جي موجوده پاڻي جو استعمال اٽڪل 1.5 بلين ڪعبي ميٽر آھي.

اهڙيءَ طرح، جيتوڻيڪ اليڪٽرولائيٽڪ رستن ۾ تبديلين ۽ وڌندڙ گهرج جي ڪري پاڻي جي وڏي مقدار جي واپرائڻ جي توقع ڪئي ويندي آهي، هائيڊروجن جي پيداوار مان پاڻي جو استعمال اڃا به انسانن پاران استعمال ٿيندڙ ٻين وهڪري جي ڀيٽ ۾ تمام ننڍو هوندو. هڪ ٻيو حوالو نقطو اهو آهي ته في کس پاڻي جو استعمال 75 (لگزمبرگ) ۽ 1,200 (يو ايس) ڪيوبڪ ميٽر في سال جي وچ ۾ آهي. سراسري طور تي 400 m3 / (في ماڻهو * سال)، 2050 ۾ ڪل هائيڊروجن جي پيداوار 62 ملين ماڻهن جي ملڪ جي برابر آهي.

 

ڪيترو پاڻي خرچ ٿئي ٿو ۽ ڪيترو توانائي استعمال ٿئي ٿي

 

قيمت

Electrolytic سيلن کي اعلي معيار جي پاڻي جي ضرورت آهي ۽ پاڻي جي علاج جي ضرورت آهي. گھٽ معيار جو پاڻي تيز تباهي ۽ مختصر زندگي جي ڪري ٿي. ڪيترائي عنصر، جن ۾ الڪلين ۾ استعمال ٿيندڙ ڊافرامس ۽ ڪيٽالسٽس، گڏوگڏ جھليون ۽ PEM جي پورس ٽرانسپورٽ ليئرز شامل آھن، پاڻيءَ جي نجاست جھڙوڪ لوھ، ڪروميم، ڪاپر، وغيره کان متاثر ٿي سگھن ٿا. پاڻيءَ جي چالڪيت 1μS/ کان گھٽ ھجڻ جي ضرورت آھي. cm ۽ ڪل نامياتي ڪاربان 50μg/L کان گھٽ.

 

پاڻي توانائي جي استعمال ۽ خرچن جو نسبتا ننڍڙو حصو آهي. ٻنهي پيرا ميٽرن لاءِ بدترين صورت حال desalination آهي. Reverse osmosis desalination لاءِ مکيه ٽيڪنالاجي آهي، جيڪا عالمي صلاحيت جو تقريباً 70 سيڪڙو آهي. ٽيڪنالاجي جي قيمت $1900- $2000/m³/d آهي ۽ 15% جي سکيا جي وکر جي شرح آهي. ھن سيڙپڪاري جي قيمت تي، علاج جي قيمت اٽڪل $1 /m³ آھي، ۽ ٿي سگھي ٿو گھٽ انھن علائقن ۾ جتي بجلي جي قيمت گھٽ آھي.

 

ان کان علاوه، شپنگ جي قيمت وڌندي ويندي اٽڪل $1-2 في m³. جيتوڻيڪ هن حالت ۾، پاڻي جي علاج جي قيمت اٽڪل $ 0.05 /kgH2 آهي. ان کي نظر ۾ رکڻ لاءِ، قابل تجديد هائيڊروجن جي قيمت $2-3 /kgH2 ٿي سگهي ٿي جيڪڏهن سٺا قابل تجديد وسيلا موجود هجن، جڏهن ته سراسري وسيلن جي قيمت $4-5 /kgH2 آهي.

 

تنهن ڪري هن قدامت پسند منظر ۾، پاڻي مجموعي طور تي 2 سيڪڙو کان گهٽ خرچ ڪندو. سامونڊي پاڻي جو استعمال 2.5 کان 5 ڀيرا وڌيڪ پاڻي حاصل ڪري سگھي ٿو (ريڪوري فيڪٽر جي لحاظ کان).

 

توانائي جو واھپو

Desalination جي توانائي جي استعمال کي ڏسندي، اهو پڻ تمام ننڍڙو آهي بجلي جي مقدار جي مقابلي ۾ جيڪو اليڪٽرولائيٽ سيل کي داخل ڪرڻ لاء گهربل آهي. موجوده آپريٽنگ ريورس osmosis يونٽ اٽڪل 3.0 kW/m3 استعمال ڪري ٿو. ان جي ابتڙ، تھرمل ڊسيلينيشن پلانٽس ۾ توانائي جي گھٽتائي تمام گھڻي آھي، 40 کان 80 KWH/m3 تائين، اضافي بجلي گھربل 2.5 کان 5 KWH/m3 جي حد تائين، ڊسيلينيشن ٽيڪنالاجي تي منحصر آھي. مثال طور ڪوجنريشن پلانٽ جي قدامت پسند ڪيس (يعني اعلي توانائي جي طلب) کي مثال طور، هڪ گرمي پمپ جي استعمال کي فرض ڪندي، توانائي جي طلب تقريبا 0.7kWh/kg هائيڊروجن ۾ تبديل ٿي ويندي. ان کي نظر ۾ رکڻ لاءِ، اليڪٽرولائيٽڪ سيل جي بجليءَ جي گهرج اٽڪل 50-55kWh/kg آهي، تنهن ڪري بدترين حالتن جي صورت ۾ به، توانائيءَ جي نيڪال جي گهرج نظام جي ڪل توانائي انپٽ جو 1٪ آهي.

 

نيڪال ڪرڻ جو هڪ چئلينج لوڻ واري پاڻي جو نيڪال آهي، جيڪو مقامي سامونڊي ماحوليات تي اثرانداز ٿي سگهي ٿو. هن برائن کي ان جي ماحولياتي اثر کي گهٽائڻ لاءِ وڌيڪ علاج ڪري سگهجي ٿو، اهڙيءَ طرح پاڻي جي قيمت ۾ هڪ ٻيو $0.6-2.40/m³ شامل ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، اليڪٽرولائيٽ پاڻي جي معيار پيئڻ جي پاڻي کان وڌيڪ سخت آهي ۽ نتيجو ٿي سگهي ٿو اعلي علاج جي قيمت، پر اهو اڃا تائين پاور ان پٽ جي مقابلي ۾ ننڍڙو هجڻ جي اميد آهي.

هائڊروجن جي پيداوار لاءِ اليڪٽرولائيٽڪ واٽر جو واٽر پرنٽ هڪ تمام مخصوص هنڌ جو پيٽرول آهي جيڪو مقامي پاڻي جي دستيابي، استعمال، تباهي ۽ آلودگي تي منحصر آهي. ماحولياتي نظام جي توازن ۽ ڊگهي مدت جي موسمي رجحانات جي اثر تي غور ڪيو وڃي. پاڻي جو استعمال قابل تجديد هائڊروجن کي وڌائڻ ۾ وڏي رڪاوٽ ٿيندو.