Elo omi ti wa ni run nipa electrolysis
Igbesẹ akọkọ: iṣelọpọ hydrogen
Lilo omi wa lati awọn igbesẹ meji: iṣelọpọ hydrogen ati iṣelọpọ agbara gbigbe. Fun iṣelọpọ hydrogen, agbara ti o kere ju ti omi eletiriki jẹ isunmọ awọn kilo kilo 9 ti omi fun kilogram ti hydrogen. Sibẹsibẹ, ni akiyesi ilana isọdọtun ti omi, ipin yii le wa lati 18 si 24 kilo ti omi fun kilogram ti hydrogen, tabi paapaa ga bi 25.7 si 30.2.
Fun ilana iṣelọpọ ti o wa (methane steam reforming), agbara omi ti o kere julọ jẹ 4.5kgH2O / kgH2 (ti a beere fun ifarabalẹ), ni akiyesi omi ilana ati itutu agbaiye, lilo omi ti o kere ju jẹ 6.4-32.2kgH2O / kgH2.
Igbesẹ 2: Awọn orisun agbara (ina isọdọtun tabi gaasi adayeba)
Apakan miiran jẹ agbara omi lati ṣe agbejade ina isọdọtun ati gaasi adayeba. Lilo omi ti agbara fọtovoltaic yatọ laarin 50-400 liters /MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) ati ti agbara afẹfẹ laarin 5-45 liters / MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2). Bakanna, iṣelọpọ gaasi lati gaasi shale (da lori data AMẸRIKA) le pọsi lati 1.14kgH2O/kgH2 si 4.9kgH2O/kgH2.
Ni ipari, apapọ apapọ agbara omi ti hydrogen ti ipilẹṣẹ nipasẹ iran agbara fọtovoltaic ati iran agbara afẹfẹ jẹ nipa 32 ati 22kgH2O / kgH2, lẹsẹsẹ. Awọn aidaniloju wa lati itankalẹ oorun, igbesi aye ati akoonu ohun alumọni. Lilo omi yii wa lori ilana titobi kanna gẹgẹbi iṣelọpọ hydrogen lati gaasi adayeba (7.6-37 kgh2o / kgH2, pẹlu aropin 22kgH2O/kgH2).
Apapọ ifẹsẹtẹ omi: Isalẹ nigba lilo agbara isọdọtun
Iru si awọn itujade CO2, ohun pataki ṣaaju fun ifẹsẹtẹ omi kekere fun awọn ipa ọna elekitiroli ni lilo awọn orisun agbara isọdọtun. Ti o ba jẹ pe ida kekere kan ti ina mọnamọna ti wa ni ipilẹṣẹ nipa lilo awọn epo fosaili, agbara omi ti o ni nkan ṣe pẹlu ina ga pupọ ju omi gangan ti a jẹ lakoko itanna.
Fun apẹẹrẹ, iran agbara gaasi le lo to 2,500 liters /MWh ti omi. O tun jẹ ọran ti o dara julọ fun awọn epo fosaili (gaasi adayeba). Ti a ba ṣe akiyesi isunmọ eedu, iṣelọpọ hydrogen le jẹ 31-31.8kgH2O/kgH2 ati iṣelọpọ edu le jẹ 14.7kgH2O/kgH2. Lilo omi lati awọn fọtovoltaics ati afẹfẹ ni a tun nireti lati dinku ni akoko pupọ bi awọn ilana iṣelọpọ di daradara ati iṣelọpọ agbara fun ẹyọkan ti agbara ti a fi sii.
Lapapọ agbara omi ni ọdun 2050
A nireti pe agbaye yoo lo ọpọlọpọ igba diẹ sii hydrogen ni ọjọ iwaju ju ti o ṣe loni. Fun apẹẹrẹ, IRENA's World Energy Transitions Outlook ṣe iṣiro pe ibeere hydrogen ni ọdun 2050 yoo jẹ nipa 74EJ, eyiti eyiti o jẹ idamẹta meji yoo wa lati hydrogen isọdọtun. Ni ifiwera, loni (Hydrogen mimọ) jẹ 8.4EJ.
Paapa ti hydrogen electrolytic le pade ibeere hydrogen fun gbogbo ọdun 2050, agbara omi yoo jẹ bii awọn mita onigun bilionu 25. Nọmba ti o wa ni isalẹ ṣe afiwe nọmba yii si awọn ṣiṣan omi ti eniyan ṣe. Iṣẹ-ogbin nlo iye ti o tobi julọ ti 280 bilionu mita onigun ti omi, lakoko ti ile-iṣẹ nlo fere 800 bilionu mita onigun ati awọn ilu lo 470 bilionu onigun mita. Lilo omi lọwọlọwọ ti atunṣe gaasi adayeba ati isọdi gaasi fun iṣelọpọ hydrogen jẹ nipa awọn mita onigun bilionu 1.5.
Nitorinaa, botilẹjẹpe iye omi nla ni a nireti lati jẹ nitori awọn ayipada ninu awọn ipa ọna elekitiroti ati ibeere ti ndagba, agbara omi lati iṣelọpọ hydrogen yoo tun kere pupọ ju awọn ṣiṣan miiran ti eniyan lo. Ojuami itọkasi miiran ni pe lilo omi fun okoowo wa laarin 75 (Luxembourg) ati 1,200 (US) mita onigun fun ọdun kan. Ni aropin 400 m3 / (fun okoowo * ọdun), apapọ iṣelọpọ hydrogen ni 2050 jẹ deede si ti orilẹ-ede ti eniyan 62 milionu.
Elo ni iye owo omi ati iye agbara ti a lo
iye owo
Awọn sẹẹli elekitiroti nilo omi didara to gaju ati nilo itọju omi. Omi didara kekere nyorisi ibajẹ yiyara ati igbesi aye kukuru. Ọpọlọpọ awọn eroja, pẹlu diaphragms ati awọn ayase ti a lo ninu awọn ipilẹ, bakanna bi awọn membran ati awọn ipele gbigbe gbigbe ti PEM, le ni ipa ti ko dara nipasẹ awọn impurities omi gẹgẹbi irin, chromium, Ejò, bbl. O nilo ifarapa omi lati kere ju 1μS / cm ati lapapọ erogba Organic kere ju 50μg / L.
Awọn akọọlẹ omi fun ipin kekere kan ti agbara agbara ati awọn idiyele. Oju iṣẹlẹ ti o buruju julọ fun awọn paramita mejeeji jẹ iyọkuro. Yiyipada osmosis jẹ imọ-ẹrọ akọkọ fun isọdọtun, ṣiṣe iṣiro fun fere 70 ida ọgọrun ti agbara agbaye. Awọn idiyele imọ-ẹrọ $1900- $2000 / m³/d ati pe o ni iwọn ti tẹ ẹkọ ti 15%. Ni idiyele idoko-owo yii, iye owo itọju jẹ nipa $1/m³, ati pe o le jẹ kekere ni awọn agbegbe nibiti awọn idiyele ina mọnamọna kere.
Ni afikun, awọn idiyele gbigbe yoo pọ si nipa bii $1-2 fun m³. Paapaa ninu ọran yii, awọn idiyele itọju omi jẹ nipa $ 0.05 / kgH2. Lati fi eyi si irisi, iye owo hydrogen isọdọtun le jẹ $ 2-3 / kgH2 ti awọn ohun elo isọdọtun ti o dara wa, lakoko ti idiyele ti apapọ orisun jẹ $ 4-5 / kgH2.
Nitorinaa ni oju iṣẹlẹ Konsafetifu yii, omi yoo jẹ din ju ida meji ninu ogorun lapapọ. Lilo omi okun le mu iye omi ti a gba pada nipasẹ 2.5 si awọn akoko 5 (ni awọn ofin ti ifosiwewe imularada).
Lilo agbara
Wiwo agbara agbara ti desalination, o tun jẹ kekere pupọ ni akawe si iye ina mọnamọna ti o nilo lati tẹ sẹẹli elekitiroti sii. Ẹka osmosis ti n ṣiṣẹ lọwọlọwọ n gba nipa 3.0 kW/m3. Ni ifiwera, awọn ohun ọgbin desalination gbona ni agbara agbara ti o ga pupọ, ti o wa lati 40 si 80 KWH / m3, pẹlu awọn ibeere agbara afikun ti o wa lati 2.5 si 5 KWH / m3, da lori imọ-ẹrọ desalination. Gbigba ọran Konsafetifu (ie ibeere agbara ti o ga julọ) ti ọgbin isọdọkan gẹgẹbi apẹẹrẹ, ti o ro pe lilo fifa ooru, ibeere agbara yoo yipada si bii 0.7kWh/kg ti hydrogen. Lati fi eyi si irisi, eletan ina ti sẹẹli elekitiroti jẹ nipa 50-55kWh / kg, nitorinaa paapaa ninu iṣẹlẹ ti o buruju, ibeere agbara fun isọkuro jẹ nipa 1% ti titẹ agbara lapapọ si eto naa.
Ipenija kan ti iyọkuro ni sisọ omi iyọ kuro, eyiti o le ni ipa lori awọn ilolupo eda abemi omi agbegbe. A le ṣe itọju brine yii siwaju lati dinku ipa ayika rẹ, nitorinaa fifi $0.6-2.40 /m³ miiran kun si idiyele omi. Ni afikun, didara omi electrolytic jẹ okun diẹ sii ju omi mimu ati pe o le ja si awọn idiyele itọju ti o ga julọ, ṣugbọn eyi tun nireti lati jẹ kekere ni akawe si titẹ agbara.
Ifẹsẹtẹ omi ti omi electrolytic fun iṣelọpọ hydrogen jẹ paramita ipo kan pato ti o da lori wiwa omi agbegbe, agbara, ibajẹ ati idoti. Iwontunwonsi ti awọn ilolupo eda abemi ati ipa ti awọn aṣa oju-ọjọ igba pipẹ yẹ ki o gbero. Lilo omi yoo jẹ idiwọ nla si igbelosoke hydrogen isọdọtun.
Akoko ifiweranṣẹ: Mar-08-2023