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告诉你电解水制氢到底需要多少水

来源:Doris 时间:2022-02-09 10:53:06

随着低碳减排需求的不断增加,绿色制氢技术越来越受到重视。利用可再生能源电解水制氢是众多氢源方案中碳排放量较低的工艺。氢能在清洁低碳、安全高效的现代能源体系转型中具有重大战略意义。其中,电解水制氢技术被认为是未来很具潜力的制氢技术。

那么,这项技术需要多少水呢?会不会制约未来氢的大规模生产?国际可再生能源机构氢能和Power-to-X(以清洁能源为主体的能源转换)领域的专家对这一问题进行了深入研究。

即使在很保守的情况下,如果用海水淡化制氢,水的成本(处理和运输)将低于制氢总成本的2%,而海水淡化的能耗仅为制氢所需总能量的1%左右。这些数字表明,水的消耗不应成为扩大绿色氢应用的主要障碍。

1.绿氢耗水量:扩大应用规模的限制因素?

用水量主要来自:制氢和上游能源载体生产。

步骤一:制氢

就制氢而言,电解水制氢的极限低消耗量约为9 kgho/kgh。考虑到水的脱盐过程,该比例约为18 ~ 24 kGho/kgh。

步骤二:上游能源载体生产环节

就上游能源载体生产而言,光伏发电耗水量在2.4 ~ 19 kgho/kgh  (50 ~ 400 L/mwh)之间变化,风力发电耗水量在0.2 ~ 2.1 kgho/kgh  (5 ~ 45 L/mwh)之间变化。

一般来说,光伏发电和风力发电产生的氢气总用水量平均为32kgHO/kgH和22kgHO/kgH。

2.总水足迹:使用可再生能源时更低。

水电解制氢的低水足迹的条件是使用可再生能源。如果使用化石能源,整个制氢过程的用水量会突然增加。

3.2050:全球使用的绿氢超过70EJ*,需要多少水?

尽管能源转化和对氢能的需求不断增加,但通过电解水制氢的用水量将大幅增加。但从宏观上看,电解水制氢的用水量仍将远低于其他领域。

近年来,清洁能源的快速发展为电解水制氢创造了良好的机遇:一方面,可再生能源发电制氢可以实现全循环零碳排放,实现真正的绿色制氢;另一方面,随着风电、光电和廉价互联网接入成本的降低,制氢成本将持续降低。


2022-02-09

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