Cé mhéad uisce a ídítear trí leictrealú?

Cé mhéad uisce a ídítear trí leictrealú

Céim a haon: Táirgeadh hidrigine

Tagann tomhaltas uisce ó dhá chéim: táirgeadh hidrigine agus táirgeadh iompróra fuinnimh suas an sruth. I gcás táirgeadh hidrigine, is é an tomhaltas íosta d’uisce leictrealaithe ná thart ar 9 gcileagram uisce in aghaidh an chileagraim hidrigine. Mar sin féin, agus próiseas dímhianraithe uisce á chur san áireamh, is féidir leis an gcóimheas seo a bheith idir 18 agus 24 cileagram uisce in aghaidh an chileagraim hidrigine, nó fiú chomh hard le 25.7 go 30.2..

 

I gcás an phróisis táirgthe atá ann cheana féin (athchóiriú gaile meatáin), is é 4.5kgH2O/kgH2 an t-íosmhéid tomhaltas uisce (riachtanach don imoibriú), agus uisce próisis agus fuarú á gcur san áireamh, is é 6.4-32.2kgH2O/kgH2 an t-íosmhéid tomhaltas uisce.

 

Céim 2: Foinsí fuinnimh (leictreachas in-athnuaite nó gás nádúrtha)

Comhpháirt eile is ea an tomhaltas uisce chun leictreachas in-athnuaite agus gás nádúrtha a tháirgeadh. Athraíonn an tomhaltas uisce a bhaineann le cumhacht fhótavoltach idir 50-400 lítear /MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) agus an tomhaltas uisce a bhaineann le cumhacht gaoithe idir 5-45 lítear /MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2). Ar an gcaoi chéanna, is féidir táirgeadh gáis ó ghás scealla (bunaithe ar shonraí SAM) a mhéadú ó 1.14kgH2O/kgH2 go 4.9kgH2O/kgH2.

 

Mar fhocal scoir, is é an meán-tomhaltas uisce iomlán hidrigine a ghintear trí ghiniúint cumhachta fótavoltach agus giniúint cumhachta gaoithe ná thart ar 32 agus 22kgH2O/kgH2, faoi seach. Tagann na neamhchinnteachtaí ó radaíocht na gréine, saolré agus cion sileacain. Tá an tomhaltas uisce seo ar an méid céanna le táirgeadh hidrigine ó ghás nádúrtha (7.6-37 kgh2o /kgH2, le meán de 22kgH2O/kgH2).

 

Lorg uisce iomlán: Níos ísle nuair a úsáidtear fuinneamh in-athnuaite

Cosúil le hastaíochtaí CO2, is réamhriachtanas le haghaidh lorg uisce íseal le haghaidh bealaí leictrealaíocha úsáid foinsí fuinnimh in-athnuaite. Mura ngintear ach cuid bheag den leictreachas ag baint úsáide as breoslaí iontaise, bíonn an tomhaltas uisce a bhaineann le leictreachas i bhfad níos airde ná an t-uisce iarbhír a chaitear le linn leictrealaithe.

 

Mar shampla, is féidir le giniúint cumhachta gáis suas le 2,500 lítear /MWh d'uisce a úsáid. Is é an cás is fearr é freisin do bhreoslaí iontaise (gás nádúrtha). Má chuirtear gású guail san áireamh, is féidir le táirgeadh hidrigine 31-31.8kgH2O/kgH2 a ídiú agus is féidir le táirgeadh guail 14.7kgH2O/kgH2 a ídiú. Meastar freisin go laghdóidh tomhaltas uisce ó fhótavoltaíocht agus gaoithe le himeacht ama de réir mar a éiríonn próisis déantúsaíochta níos éifeachtaí agus de réir mar a fheabhsaíonn aschur fuinnimh in aghaidh an aonaid d'acmhainn suiteáilte.

 

Tomhaltas iomlán uisce in 2050

Táthar ag súil go n-úsáidfidh an domhan i bhfad níos mó hidrigine amach anseo ná mar a úsáideann sé inniu. Mar shampla, meastar i World Energy Transitions Outlook IRENA go mbeidh an t-éileamh ar hidrigine faoi 2050 thart ar 74EJ, agus go dtiocfaidh thart ar dhá thrian de sin ó hidrigin in-athnuaite. I gcomparáid leis sin, is é 8.4EJ an t-éileamh atá ann inniu (hidrigin íon).

 

Fiú dá mbeadh hidrigin leictrealaíoch in ann freastal ar an éileamh ar hidrigine don bhliain 2050 ar fad, bheadh ​​an tomhaltas uisce thart ar 25 billiún méadar ciúbach. Déanann an figiúr thíos comparáid idir an figiúr seo agus sruthanna eile tomhaltais uisce de dhéantús an duine. Úsáideann an talmhaíocht an méid is mó de 280 billiún méadar ciúbach d'uisce, agus úsáideann an tionscal beagnach 800 billiún méadar ciúbach agus úsáideann cathracha 470 billiún méadar ciúbach. Is é thart ar 1.5 billiún méadar ciúbach an tomhaltas uisce reatha le haghaidh athchóiriú gáis nádúrtha agus gású guail le haghaidh táirgeadh hidrigine.

Dá bhrí sin, cé go bhfuiltear ag súil go n-ídeofar méideanna móra uisce mar gheall ar athruithe i gcosáin leictrilíteacha agus ar an éileamh atá ag fás, beidh an tomhaltas uisce ó tháirgeadh hidrigine i bhfad níos lú fós ná sreafaí eile a úsáideann daoine. Pointe tagartha eile is ea go bhfuil an tomhaltas uisce in aghaidh an duine idir 75 (Lucsamburg) agus 1,200 (SAM) méadar ciúbach in aghaidh na bliana. Ag meán de 400 m3 / (in aghaidh an duine * bliain), is ionann táirgeadh iomlán hidrigine in 2050 agus táirgeadh tíre ina bhfuil 62 milliún duine.

 

Cé mhéad a chosnaíonn uisce agus cé mhéad fuinnimh a úsáidtear

 

costas

Éilíonn cealla leictrealaíocha uisce ardchaighdeáin agus teastaíonn cóireáil uisce uathu. Mar thoradh ar uisce ar chaighdeán níos ísle, bíonn díghrádú níos tapúla agus saolré níos giorra ann. Is féidir le neamhíonachtaí uisce amhail iarann, cróimiam, copar, etc. drochthionchar a imirt ar go leor eilimintí, lena n-áirítear diafragmaí agus catalaíoch a úsáidtear in alcaileacha, chomh maith leis na scannáin agus na sraitheanna iompair scagach de PEM. Ní mór go mbeadh seoltacht uisce níos lú ná 1μS/cm agus go mbeadh an carbón orgánach iomlán níos lú ná 50μg/L.

 

Is ionann uisce agus sciar sách beag den tomhaltas fuinnimh agus de na costais. Is é an cás is measa i gcás an dá pharaiméadar ná díshalannú. Is í an osmosis droim ar ais an phríomhtheicneolaíocht le haghaidh díshalannú, agus is ionann í agus beagnach 70 faoin gcéad den acmhainn dhomhanda. Cosnaíonn an teicneolaíocht $1900-$2000 / m³/d agus tá ráta cuar foghlama de 15% aici. Ag an gcostas infheistíochta seo, is thart ar $1 /m³ an costas cóireála, agus d'fhéadfadh sé a bheith níos ísle i gceantair ina bhfuil costais leictreachais íseal.

 

Ina theannta sin, méadóidh costais loingseoireachta thart ar $1-2 in aghaidh an m³. Fiú sa chás seo, is thart ar $0.05 /kgH2 costas cóireála uisce. Chun seo a chur i bpeirspictíocht, is féidir costas hidrigin in-athnuaite a bheith $2-3 /kgH2 má tá acmhainní in-athnuaite maithe ar fáil, agus is é costas na hacmhainne meánaí $4-5 /kgH2.

 

Mar sin, sa chás coimeádach seo, bheadh ​​costas uisce níos lú ná 2 faoin gcéad den iomlán. Is féidir le húsáid uisce na farraige méid an uisce a aisghabhtar a mhéadú 2.5 go 5 oiread (i dtéarmaí fachtóir aisghabhála).

 

Tomhaltas fuinnimh

Ag féachaint ar an tomhaltas fuinnimh a bhaineann le díshalannú, tá sé an-bheag freisin i gcomparáid leis an méid leictreachais a theastaíonn chun ionchur a dhéanamh sa chill leictrealaíoch. Ídíonn an t-aonad osmosis droim ar ais atá ag feidhmiú faoi láthair thart ar 3.0 kW/m3. I gcodarsnacht leis sin, tá tomhaltas fuinnimh i bhfad níos airde ag gléasraí díshalannú teirmeacha, idir 40 agus 80 KWH/m3, le riachtanais chumhachta breise idir 2.5 agus 5 KWH/m3, ag brath ar an teicneolaíocht díshalannú. Ag glacadh cás coimeádach (i.e. éileamh fuinnimh níos airde) de ghléasra comhghiniúna mar shampla, ag glacadh leis go n-úsáidtear caidéal teasa, dhéanfaí an t-éileamh fuinnimh a thiontú go thart ar 0.7kWh/kg de hidrigin. Chun seo a chur i bpeirspictíocht, tá an t-éileamh leictreachais ar an gcill leictrealaíoch thart ar 50-55kWh/kg, mar sin fiú sa chás is measa, tá an t-éileamh fuinnimh le haghaidh díshalannú thart ar 1% den ionchur fuinnimh iomlán chuig an gcóras.

 

Dúshlán amháin a bhaineann le díshalannú is ea diúscairt uisce salainn, rud a d’fhéadfadh tionchar a imirt ar éiceachórais mhuirí áitiúla. Is féidir an sáile seo a chóireáil tuilleadh chun a thionchar comhshaoil ​​a laghdú, rud a chuireann $0.6-2.40 /m³ eile le costas an uisce. Ina theannta sin, tá cáilíocht uisce leictrealaíoch níos déine ná uisce óil agus d’fhéadfadh costais chóireála níos airde a bheith mar thoradh air, ach meastar go mbeidh sé seo beag fós i gcomparáid leis an ionchur cumhachta.

Is paraiméadar suímh an-sonrach é lorg uisce uisce leictrealaíoch le haghaidh táirgeadh hidrigine a bhraitheann ar infhaighteacht uisce áitiúil, ar thomhaltas, ar dhíghrádú agus ar thruailliú. Ba cheart cothromaíocht na n-éiceachóras agus tionchar treochtaí aeráide fadtéarmacha a chur san áireamh. Beidh tomhaltas uisce ina chonstaic mhór ar mhéadú scálaithe hidrigine in-athnuaite.