ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ଦ୍ୱାରା କେତେ ପାଣି ଖର୍ଚ୍ଚ ହୁଏ?

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ଦ୍ୱାରା କେତେ ପାଣି ଖର୍ଚ୍ଚ ହୁଏ?

ପ୍ରଥମ ପଦକ୍ଷେପ: ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ

ଜଳ ବ୍ୟବହାର ଦୁଇଟି ପଦକ୍ଷେପରୁ ଆସିଥାଏ: ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ଉପର ପ୍ରବାହୀ ଶକ୍ତି ବାହକ ଉତ୍ପାଦନ। ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଜ୍ଡ୍ ଜଳର ସର୍ବନିମ୍ନ ବ୍ୟବହାର ପ୍ରତି କିଲୋଗ୍ରାମ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପାଇଁ ପ୍ରାୟ 9 କିଲୋଗ୍ରାମ ପାଣି। ତଥାପି, ପାଣିର ଡିମିନେରାଲାଇଜେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବିଚାରକୁ ନେଇ, ଏହି ଅନୁପାତ ପ୍ରତି କିଲୋଗ୍ରାମ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପାଇଁ 18 ରୁ 24 କିଲୋଗ୍ରାମ ପାଣି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇପାରେ, କିମ୍ବା 25.7 ରୁ 30.2 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ମଧ୍ୟ ହୋଇପାରେ।.

 

ବିଦ୍ୟମାନ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା (ମିଥେନ ବାଷ୍ପ ସଂସ୍କାର) ପାଇଁ, ସର୍ବନିମ୍ନ ଜଳ ବ୍ୟବହାର 4.5kgH2O/kgH2 (ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ), ପ୍ରକ୍ରିୟା ଜଳ ଏବଂ ଶୀତଳୀକରଣକୁ ହିସାବକୁ ନେଇ, ସର୍ବନିମ୍ନ ଜଳ ବ୍ୟବହାର 6.4-32.2kgH2O/kgH2 ଅଟେ।

 

ପଦକ୍ଷେପ ୨: ଶକ୍ତି ଉତ୍ସ (ନବୀକରଣଯୋଗ୍ୟ ବିଦ୍ୟୁତ୍ କିମ୍ବା ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ୍)

ଆଉ ଏକ ଉପାଦାନ ହେଉଛି ନବୀକରଣୀୟ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଏବଂ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଜଳ ବ୍ୟବହାର। ଫଟୋଭୋଲ୍‌ଟାଇକ୍ ଶକ୍ତିର ଜଳ ବ୍ୟବହାର 50-400 ଲିଟର /MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) ଏବଂ ପବନ ଶକ୍ତିର ଜଳ ବ୍ୟବହାର 5-45 ଲିଟର /MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2) ମଧ୍ୟରେ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୁଏ। ସେହିପରି, ସେଲ୍ ଗ୍ୟାସ୍ (ଆମେରିକା ତଥ୍ୟ ଉପରେ ଆଧାରିତ) ରୁ ଗ୍ୟାସ୍ ଉତ୍ପାଦନ 1.14kgH2O/kgH2 ରୁ 4.9kgH2O/kgH2 କୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ।

 

ଶେଷରେ, ଫଟୋଭୋଲ୍‌ଟାଇକ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ପବନ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ହାରାହାରି ମୋଟ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ଯଥାକ୍ରମେ ପ୍ରାୟ 32 ଏବଂ 22kgH2O/kgH2 ଅଟେ। ଅନିଶ୍ଚିତତା ସୌର ବିକିରଣ, ଜୀବନକାଳ ଏବଂ ସିଲିକନ୍ ବିଷୟବସ୍ତୁରୁ ଆସିଥାଏ। ଏହି ଜଳ ବ୍ୟବହାର ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସରୁ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ (7.6-37 kgh2o /kgH2, ହାରାହାରି 22kgH2O/kgH2) ସହିତ ସମାନ ପରିମାଣର ଅଟେ।

 

ମୋଟ ଜଳ ପଦଚିହ୍ନ: ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର କଲେ କମ

CO2 ନିର୍ଗମନ ପରି, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ମାର୍ଗ ପାଇଁ କମ୍ ଜଳ ପଦଚିହ୍ନର ଏକ ପୂର୍ବ ଆବଶ୍ୟକତା ହେଉଛି ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଉତ୍ସ ବ୍ୟବହାର। ଯଦି ଜୀବାଶ୍ମ ଇନ୍ଧନ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଉତ୍ପାଦନର ଏକ ଛୋଟ ଅଂଶ ଥାଏ, ତେବେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସହିତ ଜଡିତ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ବିଶ୍ଳେଷଣ ସମୟରେ ପ୍ରକୃତ ଜଳ ବ୍ୟବହୃତ ହେବା ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ଅଧିକ।

 

ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଗ୍ୟାସ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ 2,500 ଲିଟର / MWh ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପାଣି ବ୍ୟବହାର କରିପାରିବ। ଏହା ଜୀବାଶ୍ମ ଇନ୍ଧନ (ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ) ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ସର୍ବୋତ୍ତମ। ଯଦି କୋଇଲା ଗ୍ୟାସିଫିକେସନ୍ ବିଚାର କରାଯାଏ, ତେବେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ 31-31.8kgH2O/kgH2 ବ୍ୟବହାର କରିପାରିବ ଏବଂ କୋଇଲା ଉତ୍ପାଦନ 14.7kgH2O/kgH2 ବ୍ୟବହାର କରିପାରିବ। ସମୟ ସହିତ ଫଟୋଭୋଲ୍ଟାଇକ୍ସ ଏବଂ ପବନରୁ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ମଧ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଇବାର ଆଶା କରାଯାଉଛି କାରଣ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅଧିକ ଦକ୍ଷ ହୋଇଯାଏ ଏବଂ ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ ସ୍ଥାପିତ କ୍ଷମତାରେ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଉନ୍ନତ ହୁଏ।

 

୨୦୫୦ ମସିହାରେ ମୋଟ ଜଳ ବ୍ୟବହାର

ବିଶ୍ୱ ଭବିଷ୍ୟତରେ ଆଜି ଅପେକ୍ଷା ବହୁ ଗୁଣ ଅଧିକ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟବହାର କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, IRENA ର ବିଶ୍ୱ ଶକ୍ତି ପରିବର୍ତ୍ତନ ଆଉଟଲୁକ୍ ଆକଳନ କରେ ଯେ 2050 ରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଚାହିଦା ପ୍ରାୟ 74EJ ହେବ, ଯାହା ମଧ୍ୟରୁ ପ୍ରାୟ ଦୁଇ-ତୃତୀୟାଂଶ ନବୀକରଣୀୟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ରୁ ଆସିବ। ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ, ଆଜି (ଶୁଦ୍ଧ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍) 8.4EJ।

 

ଯଦିଓ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ 2050 ପାଇଁ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଚାହିଦା ପୂରଣ କରିପାରିବ, ତଥାପି ଜଳ ବ୍ୟବହାର ପ୍ରାୟ 25 ବିଲିୟନ ଘନ ମିଟର ହେବ। ନିମ୍ନରେ ଥିବା ଚିତ୍ରଟି ଏହି ସଂଖ୍ୟାକୁ ଅନ୍ୟ ମାନବ ନିର୍ମିତ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ସ୍ରୋତ ସହିତ ତୁଳନା କରୁଛି। କୃଷି ସର୍ବାଧିକ 280 ବିଲିୟନ ଘନ ମିଟର ପାଣି ବ୍ୟବହାର କରେ, ଯେତେବେଳେ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରାୟ 800 ବିଲିୟନ ଘନ ମିଟର ଏବଂ ସହରଗୁଡ଼ିକ 470 ବିଲିୟନ ଘନ ମିଟର ବ୍ୟବହାର କରେ। ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ ସଂସ୍କାର ଏବଂ କୋଇଲା ଗ୍ୟାସିଫିକେସନ୍ ପାଇଁ ବର୍ତ୍ତମାନର ଜଳ ବ୍ୟବହାର ପ୍ରାୟ 1.5 ବିଲିୟନ ଘନ ମିଟର।

ତେଣୁ, ଯଦିଓ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ପଥ ଏବଂ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଚାହିଦାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଯୋଗୁଁ ବହୁ ପରିମାଣର ଜଳ ବ୍ୟବହାର ହେବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି, ତଥାପି ମାନବ ଦ୍ୱାରା ବ୍ୟବହୃତ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରବାହ ତୁଳନାରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନରୁ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ବହୁତ କମ୍ ହେବ। ଆଉ ଏକ ସନ୍ଦର୍ଭ ହେଉଛି ଯେ ପ୍ରତି ମୁଣ୍ଡପିଛା ଜଳ ବ୍ୟବହାର ପ୍ରତିବର୍ଷ 75 (ଲକ୍ସେମବର୍ଗ) ଏବଂ 1,200 (ଆମେରିକା) ଘନ ମିଟର ମଧ୍ୟରେ। ହାରାହାରି 400 ଘନ ମିଟର / (ପ୍ରତି ମୁଣ୍ଡପିଛା * ବର୍ଷ) ରେ, 2050 ରେ ମୋଟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ 62 ନିୟୁତ ଲୋକଙ୍କ ଦେଶର ସମକକ୍ଷ।

 

ପାଣିର ଖର୍ଚ୍ଚ କେତେ ଏବଂ କେତେ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ

 

ମୂଲ୍ୟ

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ ଉଚ୍ଚମାନର ପାଣି ଆବଶ୍ୟକ ଏବଂ ଜଳ ଚିକିତ୍ସା ଆବଶ୍ୟକ। ନିମ୍ନମାନର ପାଣି ଦ୍ରୁତ ଅବକ୍ଷୟ ଏବଂ ଜୀବନକୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ। କ୍ଷାରୀୟରେ ବ୍ୟବହୃତ ଡାୟାଫ୍ରାମ ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ସମେତ ଅନେକ ଉପାଦାନ, ଏବଂ PEM ର ଝିଲ୍ଲୀ ଏବଂ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ପରିବହନ ସ୍ତର, ଲୁହା, କ୍ରୋମିୟମ, ତମ୍ବା ଇତ୍ୟାଦି ଜଳ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିକୂଳ ଭାବରେ ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇପାରେ। ଜଳ ପରିବାହୀତା 1μS/cm ରୁ କମ୍ ଏବଂ ମୋଟ ଜୈବ କାର୍ବନ 50μg/L ରୁ କମ୍ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ।

 

ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ଏବଂ ଖର୍ଚ୍ଚର ଏକ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ କମ୍ ଅଂଶ ପାଇଁ ପାଣି ଦାୟୀ। ଉଭୟ ପାରାମିଟର ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ଖରାପ ପରିସ୍ଥିତି ହେଉଛି ଡିସାଲିନେସନ୍। ବିପରୀତ ଅସମୋସିସ୍ ହେଉଛି ଡିସାଲିନେସନ୍ ପାଇଁ ମୁଖ୍ୟ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା, ଯାହା ବିଶ୍ୱ କ୍ଷମତାର ପ୍ରାୟ 70 ପ୍ରତିଶତ ଅଟେ। ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୂଲ୍ୟ $1900- $2000 / m³/d ଏବଂ ଏହାର ଶିକ୍ଷଣ କର୍ଭ ହାର 15%। ଏହି ନିବେଶ ମୂଲ୍ୟରେ, ଚିକିତ୍ସା ମୂଲ୍ୟ ପ୍ରାୟ $1 / m³, ଏବଂ ଯେଉଁ ଅଞ୍ଚଳରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ କମ୍ ଥାଏ ସେଠାରେ ଏହା କମ୍ ହୋଇପାରେ।

 

ଏହା ସହିତ, ପରିବହନ ଖର୍ଚ୍ଚ ପ୍ରତି m³ ପ୍ରାୟ $1-2 ବୃଦ୍ଧି ପାଇବ। ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ ମଧ୍ୟ, ଜଳ ବିଶୋଧନ ଖର୍ଚ୍ଚ ପ୍ରାୟ $0.05 /kgH2। ଏହାକୁ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ଦେଖିବା ପାଇଁ, ଯଦି ଭଲ ନବୀକରଣୀୟ ସମ୍ବଳ ଉପଲବ୍ଧ ଥାଏ ତେବେ ନବୀକରଣୀୟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ମୂଲ୍ୟ $2-3 /kgH2 ହୋଇପାରେ, ଯେତେବେଳେ ହାରାହାରି ସମ୍ବଳର ମୂଲ୍ୟ $4-5 /kgH2।

 

ତେଣୁ ଏହି ରକ୍ଷଣଶୀଳ ପରିସ୍ଥିତିରେ, ପାଣି ପାଇଁ ମୋଟ ଖର୍ଚ୍ଚର 2 ପ୍ରତିଶତରୁ କମ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ହେବ। ସମୁଦ୍ର ଜଳର ବ୍ୟବହାର ଦ୍ୱାରା ପୁନରୁଦ୍ଧାର ହୋଇଥିବା ପାଣିର ପରିମାଣ 2.5 ରୁ 5 ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଇପାରିବ (ପୁନରୁଦ୍ଧାର କାରକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ)।

 

ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର

ଡିସାଲିନେସନର ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ ଦେଖିଲେ, ଏହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ସେଲ୍‌କୁ ଇନପୁଟ୍ କରିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପରିମାଣ ତୁଳନାରେ ବହୁତ କମ୍। ବର୍ତ୍ତମାନ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ରିଭର୍ସ ଅସମୋସିସ୍ ୟୁନିଟ୍ ପ୍ରାୟ 3.0 kW/m3 ବ୍ୟବହାର କରେ। ବିପରୀତରେ, ତାପଜ ଡିସାଲିନେସନ ପ୍ଲାଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକର ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ବହୁତ ଅଧିକ, 40 ରୁ 80 KWH/m3 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଏବଂ ଡିସାଲିନେସନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ଅତିରିକ୍ତ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକତା 2.5 ରୁ 5 KWH/m3 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ। ଏକ ସହ-ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ଲାଣ୍ଟର ରକ୍ଷଣଶୀଳ ପରିସ୍ଥିତି (ଅର୍ଥାତ୍ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଚାହିଦା)କୁ ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରି, ଏକ ହିଟ୍ ପମ୍ପ ବ୍ୟବହାରକୁ ଧରିଲେ, ଶକ୍ତି ଚାହିଦା ପ୍ରାୟ 0.7kWh/kg ହାଇଡ୍ରୋଜେନରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହେବ। ଏହାକୁ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ଦେଖିବା ପାଇଁ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ସେଲ୍‌ର ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଚାହିଦା ପ୍ରାୟ 50-55kWh/kg, ତେଣୁ ସବୁଠାରୁ ଖରାପ ପରିସ୍ଥିତିରେ ମଧ୍ୟ, ଡିସାଲିନେସନ ପାଇଁ ଶକ୍ତି ଚାହିଦା ସିଷ୍ଟମକୁ ମୋଟ ଶକ୍ତି ଇନପୁଟ୍‌ର ପ୍ରାୟ 1%।

 

ଡିସାଲିନେସନର ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହେଉଛି ଲୁଣିଆ ପାଣିର ନିଷ୍କାସନ, ଯାହା ସ୍ଥାନୀୟ ସାମୁଦ୍ରିକ ଇକୋସିଷ୍ଟମ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇପାରେ। ଏହି ଲୁଣିଆ ପାଣିକୁ ଏହାର ପରିବେଶଗତ ପ୍ରଭାବକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଆହୁରି ବିଶୋଧନ କରାଯାଇପାରିବ, ଫଳରେ ପାଣିର ମୂଲ୍ୟରେ ଆଉ $0.6-2.40 /m³ ଯୋଡାଯିବ। ଏହା ସହିତ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ଜଳର ଗୁଣବତ୍ତା ପାନୀୟ ଜଳ ତୁଳନାରେ ଅଧିକ କଠୋର ଏବଂ ଏହାର ଫଳସ୍ୱରୂପ ଅଧିକ ବିଶୋଧନ ଖର୍ଚ୍ଚ ହୋଇପାରେ, କିନ୍ତୁ ଏହା ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଇନପୁଟ୍ ତୁଳନାରେ କମ୍ ହେବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି।

ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟିକ୍ ଜଳର ଜଳ ପାଦଚିହ୍ନ ଏକ ଅତି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସ୍ଥାନ ପାରାମିଟର ଯାହା ସ୍ଥାନୀୟ ଜଳ ଉପଲବ୍ଧତା, ବ୍ୟବହାର, ଅବନତି ଏବଂ ପ୍ରଦୂଷଣ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ଇକୋସିଷ୍ଟମର ସନ୍ତୁଳନ ଏବଂ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ଜଳବାୟୁ ଧାରାଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରଭାବ ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ। ନବୀକରଣୀୟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବୃଦ୍ଧି କରିବାରେ ଜଳ ବ୍ୟବହାର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ହେବ।