L'importance de l'eau propre, fondement de la production d'énergie verte à base d'hydrogène

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Hydrogène vert

Alors que l'économie mondiale commence à intégrer pleinement d'autres sources d'énergie en plus des combustibles fossiles, du solaire et de l'éolien, l'hydrogène vert commence à prendre de l'ampleur.

Les leaders mondiaux de l'industrie et des agences gouvernementales développent des moyens ambitieux et potentiellement de changement de paradigme pour produire des carburants énergétiques à faible teneur en carbone tels que l'hydrogène.

Dans l'intervalle, d'autres entreprises évaluent la manière dont l'hydrogène peut s'intégrer dans leurs activités commerciales à court et à moyen terme.

Avec ce regain d'intérêt pour augmenter la production d'hydrogène à grande échelle, nous devons nous rappeler l'importance d'une eau propre et pure dans ce processus pour atteindre son plein potentiel.

Qu'est-ce que l'hydrogène ?

L'hydrogène est l'un des éléments chimiques les plus légers et les plus abondants sur Terre. Il est disponible dans un grand nombre de molécules vivantes, y compris les plantes, les animaux et les humains, ainsi que l'eau que nous utilisons.

Cependant, on le trouve rarement sous la forme d'un gaz, qui est la forme requise pour exploiter son potentiel pour alimenter et alimenter nos maisons, nos entreprises et nos infrastructures logistiques à travers le monde.

Comment l'hydrogène est-il produit ?

L'hydrogène est produit par deux processus distincts, appelés hydrogène vert et hydrogène bleu.

L'hydrogène bleu est essentiellement produit à partir de sources non renouvelables. Il utilise généralement un processus appelé reformage du méthane à la vapeur. Cette méthode utilise un récipient pour faire réagir de la vapeur à haute température, un catalyseur typique et du gaz méthane pour générer de l'hydrogène. Cependant, la production d'hydrogène bleu est un processus intensif en carbone générant de grandes quantités de monoxyde de carbone.

L'hydrogène vert peut être produit à partir de sources d'énergie renouvelables. Dans ce processus, l'eau est soumise à un processus d'électrolyse dans lequel la molécule d'eau se sépare en hydrogène et oxygène.

Certains des avantages supplémentaires de cette méthode de production d'hydrogène comprennent les sous-produits de sa combustion, à savoir l'oxygène et la vapeur d'eau.

Un avantage supplémentaire comprend l'utilisation de l'électricité excédentaire générée à partir de sources d'énergie alternatives telles que l'énergie éolienne ou solaire canalisée vers le processus d'électrolyse. Ce faisant, de l'hydrogène gazeux est généré qui peut être stocké pour la production d'énergie à des moments où ces sources ne sont pas capables de produire de l'électricité.

L'importance cruciale de l'approvisionnement en eau dans les opérations de production d'énergie hydrogène

Une eau propre et pure est vitale pour la production d'énergie/carburant à base d'hydrogène. Environ 5 tonnes métriques (1321 gallons américains) d'eau par jour sont nécessaires pour chaque mégawatt d'électricité produit par une unité d'électrolyse.

Obtenir cette quantité d'eau n'est pas aussi simple que d'ouvrir le robinet, même si dans de nombreux pays industrialisés cela peut être perçu comme tel.

Nous ne supposerons pas que l'eau douce sera toujours disponible à des fins de production d'électricité. Cependant, le coût et la complexité de l'approvisionnement en eau propre et déminéralisée dépendent fortement de la qualité de l'eau de source, qu'elle provienne de l'eau de mer, des eaux usées tertiaires, des eaux de surface ou des eaux souterraines.

L'infrastructure de traitement de l'eau peut représenter 11% ou plus des coûts d'une installation de production d'hydrogène, et couplée à des problèmes de pénurie d'eau qui peuvent limiter la disponibilité des ressources en eau, cela réduirait la faisabilité économique de cette installation.

Par conséquent, une analyse détaillée garantit que vous choisirez la bonne source d'eau pour les besoins uniques de votre centrale de production d'hydrogène.

Résoudre vos défis pour obtenir de l'eau propre et pure est essentiel pour la production d'hydrogène vert et des entreprises comme Technologies de l'eau Genesis sont qualifiés pour vous aider à relever ces défis de traitement de l'eau de source afin de permettre une opération de production d'hydrogène fluide.

Surmonter les défis de l'eau de l'énergie verte de l'hydrogène

Par exemple, une unité d'électrolyse d'hydrogène vert d'une capacité de 100 MW nécessite généralement environ (132,000 500 gal US) 50 tonnes d'eau pure et propre par jour et produit environ XNUMX tonnes d'hydrogène par jour. Si le système utilise le refroidissement par eau, l'eau nécessaire serait le double de cette quantité.

Par conséquent, une grande installation de production d'énergie hydrogène, d'une capacité d'environ 30,000 39.6 MW, nécessitera environ (150,000 US MGD) 450,000 950,000 tonnes par jour d'eau propre et pure. Il s'agit généralement des besoins en eau d'une ville comptant entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX habitants.

En raison du volume d'eau requis, l'eau de mer, les eaux usées saumâtres de puits profonds ou même traitées tertiaires peuvent être utilisées pour fournir le volume d'eau nécessaire.

Pour ces sources d'eau mentionnées ci-dessus, des technologies de traitement spécifiques, notamment la floculation naturelle, le dessalement par osmose inverse, la filtration et la désinfection post-traitement, peuvent être nécessaires en fonction du type d'unités d'électrolyse à utiliser.

Quelles sont les décisions critiques en matière d'eau à calculer dans la production d'énergie verte à base d'hydrogène

La disponibilité de l'eau est un facteur critique pour toute installation de production d'énergie hydrogène, cependant, il y a plusieurs autres paramètres à considérer. Par conséquent, il est important d'évaluer les avantages et les inconvénients dès le début du processus de conception de la source d'eau et de son traitement requis pour les unités d'électrolyse.

Les éléments supplémentaires à prendre en compte pourraient inclure l'intégration de la chaleur, la redondance, les flux de demande de pointe et le stockage d'hydrogène ainsi que le stockage d'oxygène sous-produit.

Enfin, lors de la planification de la conception des installations, les considérations environnementales, y compris les conditions météorologiques locales à l'usine potentielle, pourraient jouer un rôle. Cela comprendrait les changements saisonniers de température de l'eau, la salinité de l'eau et d'autres impacts potentiels liés aux conditions météorologiques sur le processus de traitement.

Des solutions d'eau propre pour une production durable d'hydrogène

Il est prévu que l'utilisation d'un processus de dessalement avec pré et post-traitement n'ajouterait que moins de 0.2 % de l'énergie minimale requise pour produire l'hydrogène par électrolyse, et le coût énergétique ajouterait environ 0.011 $ au prix de l'hydrogène par kg.

Par conséquent, ces chiffres suggèrent qu'une alimentation en eau correctement traitée ne sera pas la limitation de la production d'hydrogène à l'aide d'unités d'électrolyse. Nous nous tournerons vers des partenaires de l'industrie pour fournir les améliorations technologiques continues de l'efficacité énergétique des unités d'électrolyse produisant de l'hydrogène afin d'augmenter encore la production afin de revendiquer sa capacité à répondre aux besoins énergétiques mondiaux.

Genesis Water Technologies est à la pointe de l'innovation, collaborant avec des entrepreneurs locaux qualifiés et expérimentés, des sociétés de conseil en génie civil et des partenaires et affiliés locaux pour répondre aux besoins des entreprises et des communautés aux États-Unis et dans le monde entier afin de fournir une eau propre durable et avancée. solutions pour la production d'électricité verte à base d'hydrogène.

Vous voulez en savoir plus sur la façon dont Genesis Water Technologies peut vous aiderou avec votre les défis du traitement de l'eau propre pour vos besoins de production d'hydrogène vert? Contactez les experts en traitement de l'eau et des eaux usées de Genesis Water Technologies, Inc. +1 877 267 3699 ou contactez-nous par e-mail à customersupport@genesiswatertech.com pour discuter de votre application spécifique.