Apabila ekonomi global mula mengintegrasikan sepenuhnya sumber tenaga lain selain bahan api fosil, suria dan angin, hidrogen hijau mula mendapat momentum.

Pemimpin global merentasi industri dan agensi kerajaan sedang membangunkan cara yang berpotensi dan berpotensi mengubah paradigma untuk menghasilkan bahan api tenaga karbon yang lebih rendah seperti hidrogen.

Sementara itu, syarikat lain sedang menilai bagaimana hidrogen boleh dimuatkan dalam operasi perniagaan mereka dalam tempoh terdekat dan pertengahan ke masa hadapan.

Dengan tumpuan yang diperbaharui ini untuk meningkatkan pengeluaran hidrogen secara besar-besaran, kita perlu mengingati kepentingan air bersih dan tulen dalam proses ini untuk mencapai potensi penuhnya.

Apakah hidrogen?

Hidrogen adalah salah satu unsur kimia yang paling ringan dan paling banyak di bumi. Ia boleh didapati dalam sejumlah besar molekul hidup termasuk tumbuhan, haiwan, dan manusia serta air yang kita gunakan.

Walau bagaimanapun, ia jarang ditemui dalam bentuk gas, yang merupakan bentuk yang diperlukan untuk memanfaatkan potensinya untuk menjana tenaga dan menjana infrastruktur kediaman, perniagaan dan logistik kami di seluruh dunia.

Bagaimanakah hidrogen dihasilkan?

Hidrogen dihasilkan melalui dua proses berasingan, dikenali sebagai hidrogen hijau dan hidrogen biru.

Hidrogen biru pada asasnya dihasilkan melalui sumber yang tidak boleh diperbaharui. Ia biasanya menggunakan proses yang dipanggil reformasi metana wap. Kaedah ini menggunakan kapal untuk bertindak balas stim suhu tinggi, pemangkin biasa dan gas metana untuk menjana hidrogen. Walau bagaimanapun, pengeluaran hidrogen biru adalah proses intensif karbon yang menghasilkan kuantiti karbon monoksida yang banyak.

Hidrogen hijau boleh dihasilkan melalui sumber tenaga boleh diperbaharui. Dalam proses ini, air tertakluk kepada proses elektrolisis di mana molekul air berpisah menjadi hidrogen dan oksigen.

Beberapa faedah tambahan kepada kaedah penghasilan hidrogen ini termasuk hasil sampingan daripada pembakarannya iaitu oksigen dan wap air.

Faedah tambahan termasuk menggunakan lebihan elektrik yang dijana daripada sumber tenaga alternatif seperti angin atau suria yang disalurkan kepada proses elektrolisis. Dalam melakukan ini, gas hidrogen dijana yang boleh disimpan untuk pengeluaran tenaga pada masa-masa apabila sumber ini tidak mampu menghasilkan elektrik.

Kepentingan kritikal sumber air dalam operasi pengeluaran tenaga hidrogen

Air yang bersih dan tulen adalah penting untuk pengeluaran tenaga hidrogen/bahan api. Kira-kira, 5 tan metrik (1321 gelen AS) air sehari diperlukan untuk setiap megawatt kuasa yang dihasilkan oleh unit elektrolisis.

Mendapatkan kuantiti air ini tidak semudah menghidupkan paip, walaupun di banyak negara perindustrian ia mungkin kelihatan seperti itu.

Kami tidak akan menganggap bahawa air tawar akan sentiasa tersedia untuk tujuan penjanaan kuasa. Walau bagaimanapun, kos dan kerumitan penyediaan air yang bersih dan terdemineral sangat bergantung kepada kualiti air sumber sama ada ia datang dari air laut, air sisa tertier, permukaan atau air bawah tanah.

Infrastruktur rawatan air boleh menjadi 11% atau lebih daripada kos kemudahan pengeluaran hidrogen, dan ditambah pula dengan isu kekurangan air yang boleh mengehadkan ketersediaan sumber air akan mengurangkan kemungkinan ekonomi kemudahan ini.

Oleh itu, analisis terperinci memastikan anda akan memilih sumber air yang betul untuk keperluan loji penjanaan kuasa hidrogen unik anda.

Menyelesaikan cabaran anda untuk mendapatkan air bersih dan tulen adalah penting untuk pengeluaran hidrogen hijau dan syarikat seperti itu Kejadian Teknologi Air mahir dalam membantu anda dengan cabaran rawatan air sumber ini untuk membolehkan operasi pengeluaran hidrogen yang lancar.

Mengatasi cabaran air tenaga hidrogen hijau

Sebagai contoh, unit elektrolisis hidrogen hijau dengan kapasiti 100 MW biasanya memerlukan kira-kira (132,000 US gal) 500 tan air tulen bersih setiap hari dan menghasilkan kira-kira 50 tan sehari hidrogen. Jika sistem menggunakan penyejukan air, air yang diperlukan adalah dua kali ganda kuantiti ini.

Oleh itu, kemudahan pengeluaran tenaga hidrogen yang besar, dengan kapasiti kira-kira 30,000 MW kuasa, akan memerlukan (39.6 US MGD) 150,000 tan sehari air bersih dan tulen yang dijangkakan. Ini lazimnya adalah keperluan bekalan air bagi bandar dengan populasi antara 450,000 hingga 950,000 orang.

Oleh kerana jumlah air yang diperlukan, air laut, air payau telaga dalam atau bahkan air sisa tersier yang dirawat boleh digunakan untuk menyediakan isipadu air yang diperlukan.

Bagi sumber air yang dinyatakan di atas, teknologi rawatan khusus termasuk pemberbukuan semula jadi, penyahgaraman osmosis songsang, penapisan selepas rawatan dan pembasmian kuman boleh diperlukan berdasarkan jenis unit elektrolisis yang akan digunakan.

Apakah keputusan air kritikal yang perlu dikira dalam pengeluaran tenaga hidrogen hijau

Ketersediaan air adalah faktor kritikal untuk mana-mana kemudahan pengeluaran tenaga hidrogen, namun, terdapat beberapa parameter lain yang perlu dipertimbangkan. Oleh itu, adalah penting untuk menilai kebaikan dan keburukan pada awal proses reka bentuk sumber air dan rawatan yang diperlukan untuk unit elektrolisis.

Item tambahan yang perlu dipertimbangkan, berpotensi termasuk penyepaduan haba, redundansi, aliran permintaan puncak, dan penyimpanan hidrogen serta penyimpanan oksigen hasil sampingan.

Akhir sekali, apabila merancang reka bentuk kemudahan, pertimbangan alam sekitar termasuk cuaca tempatan di loji berpotensi boleh memainkan peranan. Ini termasuk perubahan suhu air bermusim, kemasinan air dan potensi kesan berkaitan cuaca yang lain terhadap proses rawatan.

Penyelesaian air bersih untuk pengeluaran hidrogen yang mampan

Adalah dijangkakan bahawa menggunakan a proses penyahgaraman dengan rawatan pra dan selepas hanya akan menambah kurang daripada 0.2% tenaga minimum yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen secara elektrolisis, dan kos tenaga akan menambah anggaran $0.011 kepada harga hidrogen sekilogram.

Akibatnya, nombor ini menunjukkan bahawa bekalan air yang dirawat dengan betul tidak akan menjadi had untuk pengeluaran hidrogen menggunakan unit elektrolisis. Kami akan mencari rakan kongsi dalam industri untuk menyediakan penambahbaikan teknologi berterusan untuk kecekapan tenaga unit elektrolisis penghasil hidrogen untuk meningkatkan lagi pengeluaran bagi mempertaruhkan tuntutannya untuk memenuhi keperluan tenaga global.

Genesis Water Technologies berada di barisan hadapan dalam inovasi, bekerjasama dengan kontraktor tempatan yang berkelayakan dan berpengalaman, firma perunding kejuruteraan awam dan rakan kongsi saluran tempatan serta ahli gabungan untuk memenuhi keperluan syarikat dan komuniti di AS dan di seluruh dunia untuk menyediakan air bersih yang mampan dan termaju penyelesaian untuk penjanaan kuasa hidrogen hijau.

Ingin mengetahui lebih lanjut tentang cara Genesis Water Technologies boleh membantu yanda dengan anda cabaran rawatan air bersih untuk keperluan pengeluaran kuasa hidrogen hijau anda? Hubungi pakar rawatan air & air sisa di Genesis Water Technologies, Inc. +1 877 267 3699 atau hubungi kami melalui e-mel di customersupport@genesiswatertech.com untuk membincangkan permohonan khusus anda.