電解水制氫到底需要多少水
發布時間:2022-04-25隨著低碳減排需求的不斷增加,綠色制氫技術越來越受到重視。利用可再生能源電解水制氫是眾多氫源方案中碳排放量較低的工藝。氫能在清潔低碳、安全高效的現代能源體系轉型中具有重大戰略意義。其中,電解水制氫技術被認為是未來很具潛力的制氫技術。
那么,這項技術需要多少水呢?會不會制約未來氫的大規模生產?國際可再生能源機構氫能和Power-to-X(以清潔能源為主體的能源轉換)領域的專家對這一問題進行了深入研究。
即使在很保守的情況下,如果用海水淡化制氫,水的成本(處理和運輸)將低于制氫總成本的2%,而海水淡化的能耗僅為制氫所需總能量的1%左右。這些數字表明,水的消耗不應成為擴大綠色氫應用的主要障礙。
1.綠氫耗水量:擴大應用規模的限制因素?
用水量主要來自:制氫和上游能源載體生產。
步驟一:制氫
就制氫而言,電解水制氫的極限低消耗量約為9 kgho/kgh。考慮到水的脫鹽過程,該比例約為18 ~ 24 kGho/kgh。
步驟二:上游能源載體生產環節
就上游能源載體生產而言,光伏發電耗水量在2.4 ~ 19 kgho/kgh (50 ~ 400 L/mwh)之間變化,風力發電耗水量在0.2 ~ 2.1 kgho/kgh (5 ~ 45 L/mwh)之間變化。
一般來說,光伏發電和風力發電產生的氫氣總用水量平均為32kgHO/kgH和22kgHO/kgH。
2.總水足跡:使用可再生能源時比較低。
水電解制氫的低水足跡的條件是使用可再生能源。如果使用化石能源,整個制氫過程的用水量會突然增加。
3.2050:全球使用的綠氫超過70EJ,需要多少水?
盡管能源轉化和對氫能的需求不斷增加,但通過電解水制氫的用水量將大幅增加。但從宏觀上看,電解水制氫的用水量仍將遠低于其他領域。
近年來,清潔能源的快速發展為電解水制氫創造了良好的機遇:一方面,可再生能源發電制氫可以實現全循環零碳排放,實現真正的綠色制氫;另一方面,隨著風電、光電和廉價互聯網接入成本的降低,制氫成本將持續降低
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