Çiqas av bi elektrolizê ve tê vexwarin
Gava yekem: Hilberîna hîdrojenê
Xerckirina avê ji du gavan pêk tê: hilberîna hîdrojenê û hilberîna hilgirê enerjiyê ya jorîn. Ji bo hilberîna hîdrojenê, xerckirina herî kêm a ava elektrolîzkirî bi qasî 9 kîlogram av ji bo her kîlogram hîdrojenê ye. Lêbelê, dema ku pêvajoya demineralîzasyona avê tê hesibandin, ev rêje dikare ji 18 heta 24 kîlogram av ji bo her kîlogram hîdrojenê be, an jî heta 25.7 heta 30.2 bilind bibe..
Ji bo pêvajoya hilberîna heyî (reformkirina buxara metanê), herî kêm xerckirina avê 4.5kgH2O/kgH2 ye (ji bo reaksiyonê pêwîst e), dema ku ava pêvajoyê û sarkirinê tê hesibandin, herî kêm xerckirina avê 6.4-32.2kgH2O/kgH2 ye.
Gava 2: Çavkaniyên enerjiyê (elektrîka nûjenkirî an gaza xwezayî)
Pêkhateyeke din jî xerckirina avê ye ji bo hilberandina elektrîka nûjenbar û gaza xwezayî. Xerckirina avê ya enerjiya fotovoltaîk di navbera 50-400 lître /MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) û ya enerjiya bayê di navbera 5-45 lître /MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2) de diguhere. Bi heman awayî, hilberîna gazê ji gaza şêlê (li gorî daneyên Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê) dikare ji 1.14kgH2O/kgH2 heta 4.9kgH2O/kgH2 zêde bibe.
Di encamê de, xerckirina avê ya navînî ya hîdrojena ku ji hêla hilberîna enerjiya fotovoltaîk û hilberîna enerjiya bayê ve tê hilberandin, bi rêzê ve bi qasî 32 û 22 kgH2O/kgH2 ye. Nezelalî ji tîrêjên rojê, temenê jiyanê û naveroka silîkonê têne. Ev xerckirina avê bi heman rêza mezinahiyê wekî hilberîna hîdrojenê ji gaza xwezayî ye (7.6-37 kgh2o /kgH2, bi navînî 22kgH2O/kgH2).
Şopa avê ya giştî: Dema ku enerjiya nûjenkirî tê bikar anîn kêmtir e
Mîna belavbûna CO2, şertek ji bo şopa avê ya kêm ji bo rêyên elektrolîzê karanîna çavkaniyên enerjiya nûjenkirî ye. Ger tenê beşek piçûk ji elektrîkê bi karanîna sotemeniyên fosîl were hilberandin, xerckirina avê ya bi elektrîkê ve girêdayî ji ava rastîn a ku di dema elektrolîzê de tê xerckirin pir zêdetir e.
Bo nimûne, hilberîna enerjiya gazê dikare heta 2,500 lître /MWh avê bikar bîne. Ev ji bo sotemeniyên fosîl (gaza xwezayî) jî rewşa herî baş e. Ger gazkirina komirê were hesibandin, hilberîna hîdrojenê dikare 31-31.8kgH2O/kgH2 û hilberîna komirê jî dikare 14.7kgH2O/kgH2 bikar bîne. Tê payîn ku xerckirina avê ji fotovoltaîk û bayê jî bi demê re kêm bibe ji ber ku pêvajoyên çêkirinê bikêrtir dibin û hilberîna enerjiyê ya li ser yekîneya kapasîteya sazkirî çêtir dibe.
Bi tevahî xerckirina avê di sala 2050an de
Tê payîn ku cîhan di pêşerojê de ji îro gelek caran zêdetir hîdrojenê bikar bîne. Bo nimûne, World Energy Transitions Outlook ya IRENA texmîn dike ku daxwaza hîdrojenê di sala 2050an de dê bi qasî 74EJ be, ku ji wê bi qasî du ji sêyan dê ji hîdrojena nûjenkirî were. Bi berawirdkirinê, îro (hîdrojena saf) 8.4EJ ye.
Heta eger hîdrojena elektrolîtîk bikaribe daxwaza hîdrojenê ya tevahiya sala 2050an bicîh bîne jî, xerckirina avê dê bi qasî 25 milyar metrekup be. Wêneya li jêr vê hejmarê bi çavkaniyên din ên xerckirina avê yên ji hêla mirovan ve hatine çêkirin re berawird dike. Çandinî herî zêde 280 milyar metrekup av bikar tîne, di heman demê de pîşesazî nêzîkî 800 milyar metrekup û bajar jî 470 milyar metrekup bikar tînin. Xerckirina avê ya niha ya reformkirina gaza xwezayî û gazkirina komirê ji bo hilberîna hîdrojenê bi qasî 1,5 milyar metrekup e.
Ji ber vê yekê, her çend tê payîn ku ji ber guhertinên di rêyên elektrolîtîk û daxwaza zêde de gelek av were vexwarin jî, xerckirina avê ji hilberîna hîdrojenê dê dîsa jî ji herikînên din ên ku ji hêla mirovan ve têne bikar anîn pir piçûktir be. Xalek din a referansê ev e ku xerckirina avê ya serê kesî di navbera 75 (Lûksembûrg) û 1200 (DYA) metrekup di salê de ye. Bi navînî 400 m3 / (serê kesî * salê), hilberîna giştî ya hîdrojenê di sala 2050-an de wekhevî ya welatekî 62 mîlyon kesî ye.
Mesrefa avê çiqas e û enerjî çiqas tê bikaranîn
nirx
Pîlanên elektrolîtîk hewceyê ava bi kalîte û dermankirina avê ne. Ava bi kalîteya nizm dibe sedema hilweşîna zûtir û temenê kurttir. Gelek hêman, di nav de dîyafram û katalîzatorên ku di alkalînan de têne bikar anîn, û her weha membran û tebeqeyên veguhastina poroz ên PEM, dikarin ji hêla qirêjiyên avê yên wekî hesin, krom, sifir û hwd. ve bi awayekî neyînî bandor bibin. Pêdivî ye ku guhêzbariya avê ji 1μS/cm kêmtir û karbona organîk a giştî ji 50μg/L kêmtir be.
Av beşek nisbeten piçûk ji xerckirina enerjiyê û lêçûnan pêk tîne. Senaryoya herî xirab ji bo her du parametreyan bêxwêkirin e. Osmoza berevajî teknolojiya sereke ya bêxwêkirinê ye, ku nêzîkî ji sedî 70ê kapasîteya gerdûnî pêk tîne. Lêçûna teknolojiyê 1900-2000 dolar / m³/roj e û rêjeya fêrbûna wê 15% e. Bi vê lêçûna veberhênanê, lêçûna dermankirinê bi qasî 1 dolar / m³ e, û dibe ku li deverên ku lêçûnên elektrîkê kêm in kêmtir be.
Herwiha, lêçûnên barkirinê dê bi qasî 1-2 dolar serê m³ zêde bibin. Di vê rewşê de jî, lêçûnên paqijkirina avê bi qasî 0,05 dolar /kgH2 ne. Ji bo ku em vê yekê di perspektîfê de bidin nasîn, heke çavkaniyên baş ên nûjenkirî hebin, lêçûna hîdrojena nûjenkirî dikare 2-3 dolar /kgH2 be, lê lêçûna çavkaniya navînî 4-5 dolar /kgH2 ye.
Ji ber vê yekê di vê senaryoya muhafezekar de, lêçûna avê dê ji sedî 2 kêmtir be. Bikaranîna ava deryayê dikare mîqdara ava ku tê vegerandin 2,5 heta 5 caran zêde bike (ji hêla faktora vegerandinê ve).
Xerckirina enerjiyê
Dema ku meriv li xerckirina enerjiyê ya ji bo bêxwêkirinê dinêre, ew li gorî mîqdara elektrîkê ya ku ji bo têketina şaneya elektrolîtîk hewce ye pir piçûk e. Yekîneya osmoza berevajî ya ku niha dixebite nêzîkî 3.0 kW/m3 dixwe. Berevajî vê, santralên bêxwêkirina germî xerckirina enerjiyê pir zêdetir dikin, ji 40 heta 80 KWH/m3, û hewcedariyên hêzê yên zêde ji 2.5 heta 5 KWH/m3, li gorî teknolojiya bêxwêkirinê diguherin. Dema ku em doza muhafezekar (ango daxwaza enerjiyê ya bilindtir) a santrala hevjenerasyonê wekî mînak bigirin, bi texmîna karanîna pompa germê, daxwaza enerjiyê dê veguhere nêzîkî 0.7kWh/kg hîdrojenê. Ji bo ku em vê yekê di perspektîfê de bidin, daxwaza elektrîkê ya şaneya elektrolîtîk nêzîkî 50-55kWh/kg ye, ji ber vê yekê, tewra di senaryoya herî xirab de jî, daxwaza enerjiyê ji bo bêxwêkirinê nêzîkî 1% ji tevahiya enerjiya têketina pergalê ye.
Yek ji zehmetiyên bêxwêkirinê avêtina ava şor e, ku dikare bandorê li ser ekosîstemên deryayî yên herêmî bike. Ev ava şor dikare bêtir were paqijkirin da ku bandora wê ya li ser jîngehê kêm bike, bi vî rengî 0.6-2.40 $ /m³ yên din li lêçûna avê zêde dike. Wekî din, kalîteya ava elektrolîtîk ji ava vexwarinê hişktir e û dibe ku bibe sedema lêçûnên dermankirinê yên bilindtir, lê dîsa jî tê payîn ku ev li gorî têketina hêzê piçûk be.
Şopa avê ya ava elektrolîtîk ji bo hilberîna hîdrojenê parametreyek pir taybetî ya cihê ye ku bi hebûna avê ya herêmî, xerckirin, hilweşandin û qirêjbûnê ve girêdayî ye. Divê hevsengiya ekosîsteman û bandora meylên avhewayê yên demdirêj werin hesibandin. Xerckirina avê dê bibe astengiyeke mezin ji bo mezinkirina hîdrojena nûjenkirî.
Dema şandinê: Adar-08-2023