மின்பகுப்புக்கு எவ்வளவு தண்ணீர் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

மின்பகுப்பு மூலம் எவ்வளவு தண்ணீர் பயன்படுத்தப்படுகிறது

முதல் படி: ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி

நீர் நுகர்வு இரண்டு படிநிலைகளில் இருந்து வருகிறது: ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் மூல ஆற்றல் கடத்தி உற்பத்தி. ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியைப் பொறுத்தவரை, ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு மின்னாற்பகுக்கப்பட்ட நீரின் குறைந்தபட்ச நுகர்வு தோராயமாக 9 கிலோகிராம் நீர் ஆகும். இருப்பினும், நீரின் கனிம நீக்க செயல்முறையைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், இந்த விகிதம் ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு 18 முதல் 24 கிலோகிராம் நீர் வரை இருக்கலாம், அல்லது 25.7 முதல் 30.2 வரை கூட அதிகமாக இருக்கலாம்..

 

தற்போதுள்ள உற்பத்தி செயல்முறைக்கு (மீத்தேன் நீராவி சீர்திருத்தம்), வினைக்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச நீர் நுகர்வு 4.5kgH2O/kgH2 ஆகும். செயல்முறை நீர் மற்றும் குளிரூட்டலைக் கணக்கில் கொண்டால், குறைந்தபட்ச நீர் நுகர்வு 6.4-32.2kgH2O/kgH2 ஆகும்.

 

படி 2: ஆற்றல் மூலங்கள் (புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரம் அல்லது இயற்கை எரிவாயு)

புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரம் மற்றும் இயற்கை எரிவாயுவை உற்பத்தி செய்வதற்கான நீர் நுகர்வு மற்றொரு அங்கமாகும். ஒளிமின்னழுத்த மின்சக்தியின் நீர் நுகர்வு ஒரு மெகாவாட்-மணிக்கு 50-400 லிட்டர்கள் (2.4-19 கிலோகிராம் நீர்) வரையிலும், காற்றாலை மின்சக்தியின் நீர் நுகர்வு ஒரு மெகாவாட்-மணிக்கு 5-45 லிட்டர்கள் (0.2-2.1 கிலோகிராம் நீர்) வரையிலும் மாறுபடுகிறது. இதேபோல், ஷேல் எரிவாயுவிலிருந்து எரிவாயு உற்பத்தியை (அமெரிக்கத் தரவுகளின் அடிப்படையில்) ஒரு மெகாவாட்-மணிக்கு 1.14 கிலோகிராம் நீர் முதல் 4.9 கிலோகிராம் நீர் வரை அதிகரிக்க முடியும்.

 

முடிவாக, ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி மற்றும் காற்றாலை மின் உற்பத்தி மூலம் உருவாக்கப்படும் ஹைட்ரஜனின் சராசரி மொத்த நீர் நுகர்வு முறையே சுமார் 32 மற்றும் 22 கிலோகிராம் நீர்/கிலோகிராம் ஹைட்ரஜன் ஆகும். சூரியக் கதிர்வீச்சு, ஆயுட்காலம் மற்றும் சிலிக்கான் உள்ளடக்கம் ஆகியவற்றால் இந்த நிச்சயமற்ற தன்மைகள் ஏற்படுகின்றன. இந்த நீர் நுகர்வு, இயற்கை எரிவாயுவிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படும் அதே அளவு வரிசையில் உள்ளது (7.6-37 கிலோகிராம் நீர்/கிலோகிராம் ஹைட்ரஜன், சராசரியாக 22 கிலோகிராம் நீர்/கிலோகிராம் ஹைட்ரஜன்).

 

மொத்த நீர் பயன்பாடு: புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும்போது குறைவாக இருக்கும்.

CO2 வெளியேற்றத்தைப் போலவே, மின்பகுப்பு வழிமுறைகளில் குறைந்த நீர் பயன்பாட்டிற்கு, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களைப் பயன்படுத்துவது ஒரு முன்நிபந்தனையாகும். மின்சாரத்தின் ஒரு சிறிய பகுதி மட்டுமே புதைபடிவ எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்பட்டால், மின்பகுப்பின் போது உண்மையில் பயன்படுத்தப்படும் நீரை விட, மின்சாரத்துடன் தொடர்புடைய நீர் நுகர்வு மிகவும் அதிகமாக இருக்கும்.

 

உதாரணமாக, எரிவாயு மின் உற்பத்திக்கு ஒரு மெகாவாட்-மணிக்கு (MWh) 2,500 லிட்டர் வரை தண்ணீர் தேவைப்படலாம். புதைபடிவ எரிபொருட்களுக்கு (இயற்கை எரிவாயு) இதுவே சிறந்த சூழலாகும். நிலக்கரி வாயுவாக்கத்தைக் கருத்தில் கொண்டால், ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கு ஒரு கிலோகிராம் நீருக்கு (kgH2) 31-31.8 கிலோகிராம் நீரும், நிலக்கரி உற்பத்திக்கு ஒரு கிலோகிராம் நீருக்கு 14.7 கிலோகிராம் நீரும் தேவைப்படும். உற்பத்தி செயல்முறைகள் மேலும் திறமையானதாக மாறுவதாலும், நிறுவப்பட்ட திறனின் ஓர் அலகுக்கான ஆற்றல் வெளியீடு மேம்படுவதாலும், ஒளிமின்னழுத்த மற்றும் காற்றாலை ஆற்றலில் இருந்து கிடைக்கும் நீர் நுகர்வு காலப்போக்கில் குறையும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

 

2050-ல் மொத்த நீர் நுகர்வு

எதிர்காலத்தில் உலகம் இன்று பயன்படுத்துவதை விட பல மடங்கு அதிக ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, IRENA-வின் உலக எரிசக்தி மாற்றங்கள் கண்ணோட்டத்தின்படி, 2050-ல் ஹைட்ரஜனின் தேவை சுமார் 74EJ ஆக இருக்கும் என்றும், அதில் மூன்றில் இரண்டு பங்கு புதுப்பிக்கத்தக்க ஹைட்ரஜனிலிருந்து கிடைக்கும் என்றும் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. ஒப்பிடுகையில், இன்று (தூய ஹைட்ரஜனின்) தேவை 8.4EJ ஆக உள்ளது.

 

2050-ஆம் ஆண்டு முழுவதற்குமான ஹைட்ரஜன் தேவையை மின்பகுப்பு ஹைட்ரஜன் பூர்த்தி செய்தாலும்கூட, நீர் நுகர்வு சுமார் 25 பில்லியன் கன மீட்டராக இருக்கும். கீழேயுள்ள படம் இந்த அளவை, மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட பிற நீர் நுகர்வு வழிகளுடன் ஒப்பிடுகிறது. விவசாயம் அதிகபட்சமாக 280 பில்லியன் கன மீட்டர் நீரைப் பயன்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் தொழில்துறை கிட்டத்தட்ட 800 பில்லியன் கன மீட்டரையும், நகரங்கள் 470 பில்லியன் கன மீட்டரையும் பயன்படுத்துகின்றன. ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான இயற்கை எரிவாயு சீர்திருத்தம் மற்றும் நிலக்கரி வாயுவாக்கத்தின் தற்போதைய நீர் நுகர்வு சுமார் 1.5 பில்லியன் கன மீட்டராக உள்ளது.

எனவே, மின்பகுப்பு வழிமுறைகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் அதிகரித்து வரும் தேவை காரணமாக அதிக அளவு நீர் நுகரப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்பட்டாலும், ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியிலிருந்து நுகரப்படும் நீரின் அளவு, மனிதர்கள் பயன்படுத்தும் மற்ற நீர் ஓட்டங்களை விட மிகக் குறைவாகவே இருக்கும். மற்றொரு ஒப்பீட்டுப் புள்ளி என்னவென்றால், ஒரு நபருக்கான நீர் நுகர்வு ஆண்டுக்கு 75 (லக்சம்பர்க்) முதல் 1,200 (அமெரிக்கா) கன மீட்டர் வரை உள்ளது. சராசரியாக 400 மீ3 / (ஒரு நபருக்கு * ஆண்டு) என்ற அளவில், 2050-ஆம் ஆண்டில் மொத்த ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியானது, 62 மில்லியன் மக்கள் தொகை கொண்ட ஒரு நாட்டின் உற்பத்திக்குச் சமமாக இருக்கும்.

 

தண்ணீரின் விலை மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றலின் அளவு

 

செலவு

மின்பகுப்புக் கலங்களுக்கு உயர் தரமான நீரும், நீர் சுத்திகரிப்பும் தேவைப்படுகிறது. தரம் குறைந்த நீர், விரைவான சிதைவுக்கும் குறுகிய ஆயுளுக்கும் வழிவகுக்கிறது. காரக் கரைசல்களில் பயன்படுத்தப்படும் சவ்வுகள் மற்றும் வினையூக்கிகள், அத்துடன் PEM-இன் சவ்வுகள் மற்றும் நுண்துளைகளுடைய கடத்தும் அடுக்குகள் உள்ளிட்ட பல கூறுகள், இரும்பு, குரோமியம், தாமிரம் போன்ற நீர் அசுத்தங்களால் பாதகமாகப் பாதிக்கப்படலாம். நீரின் கடத்துத்திறன் 1μS/cm-க்கும் குறைவாகவும், மொத்த கரிம கார்பன் 50μg/L-க்கும் குறைவாகவும் இருக்க வேண்டும்.

 

ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் செலவுகளில் நீரின் பங்கு ஒப்பீட்டளவில் சிறியதே ஆகும். இந்த இரண்டு காரணிகளுக்கும் மிக மோசமான நிலை என்பது கடல்நீரை நன்னீராக்குவதே ஆகும். கடல்நீரை நன்னீராக்குவதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்பம் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் ஆகும், இது உலகளாவிய திறனில் கிட்டத்தட்ட 70 சதவீதத்தைக் கொண்டுள்ளது. இந்தத் தொழில்நுட்பத்திற்கு ஒரு கன மீட்டருக்கு ஒரு நாளைக்கு $1900- $2000 செலவாகும், மேலும் இதைக் கற்றுக்கொள்வதற்கான கால அளவு 15% ஆகும். இந்த முதலீட்டுச் செலவில், சுத்திகரிப்புச் செலவு ஒரு கன மீட்டருக்கு சுமார் $1 ஆகும், மேலும் மின்சாரச் செலவுகள் குறைவாக உள்ள பகுதிகளில் இது இன்னும் குறைவாக இருக்கலாம்.

 

மேலும், கப்பல் போக்குவரத்துச் செலவுகள் ஒரு கன மீட்டருக்கு சுமார் $1-2 அதிகரிக்கும். இந்த நிலையிலும்கூட, நீர் சுத்திகரிப்புச் செலவுகள் ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு (kgH2) சுமார் $0.05 ஆகும். இதை ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், நல்ல புதுப்பிக்கத்தக்க வளங்கள் கிடைக்கும் பட்சத்தில், புதுப்பிக்கத்தக்க ஹைட்ரஜனின் விலை ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு (kgH2) $2-3 ஆக இருக்கலாம், அதே சமயம் சராசரி வளத்தின் விலை ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு (kgH2) $4-5 ஆக உள்ளது.

 

எனவே, இந்த மிதமான சூழ்நிலையில், தண்ணீருக்கான செலவு மொத்த செலவில் 2 சதவீதத்திற்கும் குறைவாக இருக்கும். கடல்நீரைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மீட்கப்படும் நீரின் அளவை (மீட்புக் காரணியின் அடிப்படையில்) 2.5 முதல் 5 மடங்கு வரை அதிகரிக்க முடியும்.

 

ஆற்றல் நுகர்வு

கடல்நீரை குடிநீராக்குவதற்கான ஆற்றல் நுகர்வைப் பார்க்கும்போது, ​​மின்பகுப்புக் கலத்திற்கு உள்ளீடு செய்யத் தேவைப்படும் மின்சாரத்தின் அளவோடு ஒப்பிடுகையில் அதுவும் மிகக் குறைவானதே. தற்போது இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் அலகு ஒரு கன மீட்டருக்கு சுமார் 3.0 kW ஆற்றலை நுகர்கிறது. இதற்கு மாறாக, வெப்பமுறை கடல்நீரை குடிநீராக்குதல் ஆலைகள் மிக அதிக ஆற்றல் நுகர்வைக் கொண்டுள்ளன; அவை ஒரு கன மீட்டருக்கு 40 முதல் 80 KWH வரை இருக்கும். மேலும், பயன்படுத்தப்படும் கடல்நீரை குடிநீராக்குதல் தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்து, இவற்றுக்குக் கூடுதலாக ஒரு கன மீட்டருக்கு 2.5 முதல் 5 KWH வரை மின்சாரத் தேவைகளும் உள்ளன. ஒரு இணை மின்னாக்க ஆலையின் குறைந்தபட்ச ஆற்றல் தேவையுள்ள சூழலை உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், ஒரு வெப்பப் பம்பின் பயன்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​ஆற்றல் தேவையானது ஒரு கிலோகிராம் ஹைட்ரஜனுக்கு சுமார் 0.7 kWh ஆக மாற்றப்படும். இதை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கையில், மின்பகுப்புக் கலத்தின் மின்சாரத் தேவை ஒரு கிலோகிராமுக்கு சுமார் 50-55 kWh ஆகும். எனவே, மிக மோசமான சூழலில்கூட, கடல்நீரை குடிநீராக்குவதற்கான ஆற்றல் தேவையானது, அந்த அமைப்பிற்கு வழங்கப்படும் மொத்த ஆற்றலில் சுமார் 1% மட்டுமே ஆகும்.

 

கடல்நீரைக் குடிநீராக்குவதில் உள்ள ஒரு சவால், உப்புநீரை அகற்றுவதாகும், இது உள்ளூர் கடல்சார் சூழல் அமைப்புகளில் பாதிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும். இந்த உப்புநீரை மேலும் சுத்திகரித்து அதன் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்கலாம், இதன் மூலம் நீரின் விலையில் ஒரு கன மீட்டருக்குக் கூடுதலாக $0.6-2.40 வரை சேர்க்கப்படுகிறது. மேலும், மின்னாற்பகுப்பு முறையில் சுத்திகரிக்கப்படும் நீரின் தரம், குடிநீரை விடக் கடுமையானது மற்றும் அதிக சுத்திகரிப்புச் செலவுகளுக்கு வழிவகுக்கலாம், ஆனால் இந்தச் செலவு, பயன்படுத்தப்படும் மின்சாரத்துடன் ஒப்பிடும்போது குறைவாகவே இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான மின்பகுப்பு நீரின் நீர் தடம் என்பது, உள்ளூர் நீர் இருப்பு, நுகர்வு, சீரழிவு மற்றும் மாசுபாடு ஆகியவற்றைச் சார்ந்துள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட இட அளவுருவாகும். சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளின் சமநிலை மற்றும் நீண்டகால காலநிலைப் போக்குகளின் தாக்கம் ஆகியவை கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும். புதுப்பிக்கத்தக்க ஹைட்ரஜனின் உற்பத்தியைப் பெருக்குவதற்கு நீர் நுகர்வு ஒரு பெரும் தடையாக இருக்கும்.