مع بدء الاقتصاد العالمي في الدمج الكامل لمصادر الطاقة الأخرى بالإضافة إلى الوقود الأحفوري والطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، بدأ الهيدروجين الأخضر يكتسب زخمًا.

يعمل القادة العالميون عبر الصناعة والوكالات الحكومية على تطوير طرق طموحة ومحتملة لتغيير النماذج لإنتاج أنواع وقود منخفضة الكربون مثل الهيدروجين.

في غضون ذلك ، تقوم شركات أخرى بتقييم كيف يمكن للهيدروجين أن يتناسب مع عملياتها التجارية في المدى القريب والمتوسط ​​في المستقبل.

مع هذا التركيز المتجدد لزيادة إنتاج الهيدروجين على نطاق واسع ، علينا أن نتذكر أهمية المياه النظيفة والنقية في هذه العملية لتحقيق كامل إمكاناتها.

ما هو الهيدروجين؟

الهيدروجين هو أحد العناصر الكيميائية الأخف وزنا والأكثر وفرة على الأرض. إنه متوفر بأعداد كبيرة من الجزيئات الحية بما في ذلك النباتات والحيوانات والبشر وكذلك المياه التي نستخدمها.

ومع ذلك ، نادرًا ما يتم العثور عليه في شكل غاز ، وهو الشكل المطلوب لتسخير إمكاناته لتشغيل وتزويد منازلنا وأعمالنا والبنية التحتية اللوجستية في جميع أنحاء العالم بالوقود.

كيف يتم إنتاج الهيدروجين؟

يتم إنتاج الهيدروجين من خلال عمليتين منفصلتين ، تعرفان بالهيدروجين الأخضر والهيدروجين الأزرق.

يتم إنتاج الهيدروجين الأزرق بشكل أساسي من خلال مصادر غير متجددة. يستخدم عادةً عملية تسمى إعادة تشكيل الميثان بالبخار. تستخدم هذه الطريقة وعاءًا لتفاعل بخار بدرجة حرارة عالية ، ومحفز نموذجي وغاز الميثان لتوليد الهيدروجين. ومع ذلك ، فإن إنتاج الهيدروجين الأزرق هو عملية كثيفة الكربون تولد كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون.

يمكن إنتاج الهيدروجين الأخضر من خلال مصادر الطاقة المتجددة. في هذه العملية ، يخضع الماء لعملية التحليل الكهربائي التي ينفصل فيها جزيء الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

تتضمن بعض الفوائد الإضافية لهذه الطريقة في إنتاج الهيدروجين المنتجات الثانوية للاحتراق وهي الأكسجين وبخار الماء.

تشمل المزايا الإضافية استخدام الكهرباء الزائدة المتولدة من مصادر الطاقة البديلة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية الموجهة إلى عملية التحليل الكهربائي. عند القيام بذلك ، يتم إنشاء غاز الهيدروجين الذي يمكن تخزينه لإنتاج الطاقة في الأوقات التي لا تكون فيها هذه المصادر قادرة على إنتاج الكهرباء.

الأهمية الحاسمة لمصادر المياه في عمليات إنتاج طاقة الهيدروجين

المياه النظيفة والنقية أمر حيوي لإنتاج طاقة الهيدروجين / الوقود. هناك حاجة إلى ما يقرب من 5 أطنان مترية (1321 جالونًا أمريكيًا) من الماء يوميًا لكل ميغاواط من الطاقة التي تنتجها وحدة التحليل الكهربائي.

الحصول على هذه الكمية من المياه ليس سهلاً مثل فتح الصنبور ، على الرغم من أنه في العديد من الدول الصناعية قد يكون الأمر كذلك.

لن نفترض أن المياه العذبة ستكون متاحة دائمًا لأغراض توليد الطاقة. ومع ذلك ، فإن تكلفة وتعقيد توفير مياه نظيفة منزوعة المعادن تعتمد بشكل كبير على جودة مياه المصدر سواء كانت تأتي من مياه البحر أو مياه الصرف الصحي من الدرجة الثالثة أو المياه السطحية أو الجوفية.

يمكن أن تكون البنية التحتية لمعالجة المياه 11٪ أو أكثر من تكاليف منشآت إنتاج الهيدروجين ، وإذا اقترن ذلك بقضايا ندرة المياه التي يمكن أن تحد من توافر الموارد المائية ، فإن ذلك سيقلل من الجدوى الاقتصادية لهذه المنشأة.

لذلك ، يضمن التحليل التفصيلي أنك ستختار مصدر المياه الصحيح لمتطلبات محطة توليد الطاقة الهيدروجينية الفريدة الخاصة بك.

يعد حل التحديات التي تواجهك للحصول على مياه نظيفة ونقية أمرًا ضروريًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر وشركات مثل جينيسيس لتكنولوجيا المياه يتمتعون بالمهارة في مساعدتك في مواجهة تحديات معالجة مياه المصدر هذه لتمكين عملية إنتاج الهيدروجين على نحو سلس.

التغلب على تحديات المياه لطاقة الهيدروجين الخضراء

على سبيل المثال ، تتطلب وحدة التحليل الكهربائي للهيدروجين الأخضر بسعة 100 ميجاوات حوالي (132,000 جالون أمريكي) 500 طن من المياه النقية النقية يوميًا وتنتج حوالي 50 طنًا يوميًا من الهيدروجين. إذا كان النظام يستخدم تبريد المياه ، فستكون المياه المطلوبة ضعف هذه الكمية.

لذلك ، فإن منشأة إنتاج طاقة الهيدروجين الكبيرة ، بسعة حوالي 30,000 ميغاواط من الطاقة ، ستتطلب ما يُتوقع (39.6 مليون جالون أمريكي) 150,000 ألف طن يوميًا من المياه النظيفة والنقية. هذا هو عادةً متطلبات إمدادات المياه لمدينة يتراوح عدد سكانها بين 450,000 إلى 950,000 نسمة.

نظرًا للحجم الهائل للمياه المطلوبة ، يمكن استخدام مياه البحر أو الآبار العميقة قليلة الملوحة أو حتى مياه الصرف الصحي المعالجة من الدرجة الثالثة لتوفير كمية المياه اللازمة.

بالنسبة لمصادر المياه المذكورة أعلاه ، يمكن أن تكون هناك حاجة إلى تقنيات معالجة محددة بما في ذلك التلبد الطبيعي وتحلية المياه بالتناضح العكسي والترشيح والتطهير بعد المعالجة بناءً على نوع وحدات التحليل الكهربائي التي سيتم استخدامها.

ما هي قرارات المياه الحاسمة التي يجب حسابها في إنتاج طاقة الهيدروجين الخضراء

يعد توفر المياه عاملاً حاسمًا لأي منشأة لإنتاج طاقة الهيدروجين ، ومع ذلك ، هناك العديد من العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها. لذلك ، من المهم تقييم الإيجابيات والسلبيات في وقت مبكر من عملية تصميم مصدر المياه ومعالجته المطلوبة لوحدات التحليل الكهربائي.

من المحتمل أن تشمل العناصر الإضافية التي يجب مراعاتها تكامل الحرارة ، والتكرار ، وتدفقات ذروة الطلب ، وتخزين الهيدروجين بالإضافة إلى تخزين الأكسجين المنتج الثانوي.

أخيرًا ، عند التخطيط لتصميم مرفق ، يمكن أن تلعب الاعتبارات البيئية ، بما في ذلك الطقس المحلي في المصنع المحتمل ، دورًا. وسيشمل ذلك التغيرات الموسمية في درجة حرارة المياه ، وملوحة المياه ، والتأثيرات المحتملة الأخرى المرتبطة بالطقس على عملية المعالجة.

حلول المياه النظيفة لإنتاج الهيدروجين المستدام

من المتوقع أن يتم استخدام أ عملية تحلية المياه مع المعالجة المسبقة واللاحقة ستضيف فقط أقل من 0.2٪ من الحد الأدنى للطاقة المطلوبة لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي ، وستضيف تكلفة الطاقة ما يقدر بـ 0.011 دولار إلى سعر الهيدروجين لكل كيلوغرام.

وبالتالي ، تشير هذه الأرقام إلى أن إمدادات المياه المعالجة بشكل صحيح لن تكون قيدًا على إنتاج الهيدروجين باستخدام وحدات التحليل الكهربائي. سوف نتطلع إلى شركاء في الصناعة لتوفير التحسينات التكنولوجية المستمرة لكفاءة الطاقة لوحدات التحليل الكهربائي المنتجة للهيدروجين لزيادة الإنتاج لمشاركة مطالبتها في تلبية احتياجات الطاقة العالمية.

تعد Genesis Water Technologies في طليعة الابتكار ، وتتعاون مع المقاولين المحليين المؤهلين وذوي الخبرة ، وشركات الاستشارات الهندسية المدنية وشركاء القنوات المحلية والشركات التابعة لتلبية احتياجات الشركات والمجتمعات في الولايات المتحدة وحول العالم لتوفير مياه نظيفة مستدامة ومتقدمة حلول لتوليد طاقة الهيدروجين الخضراء.

تريد معرفة المزيد حول كيف يمكن أن تساعد Genesis Water Technologies ذou مع الخاص بك تحديات معالجة المياه النظيفة لمتطلبات إنتاج الطاقة الهيدروجينية الخضراء الخاصة بك؟ اتصل بخبراء معالجة المياه ومياه الصرف الصحي في Genesis Water Technologies، Inc. +1 877 أو تواصل معنا عبر البريد الإلكتروني على customersupport@genesiswatertech.com لمناقشة طلبك المحدد.