Mentre l'economia globale inizia a integrare completamente altre fonti di energia oltre ai combustibili fossili, solare ed eolico, l'idrogeno verde sta iniziando a prendere slancio.

I leader globali dell'industria e delle agenzie governative stanno sviluppando metodi ambiziosi e potenzialmente in grado di cambiare il paradigma per produrre combustibili energetici a basse emissioni di carbonio come l'idrogeno.

Nel frattempo, altre società stanno valutando in che modo l'idrogeno può inserirsi nelle loro operazioni commerciali a breve ea medio termine nel futuro.

Con questa rinnovata attenzione per aumentare la produzione di idrogeno su larga scala, dobbiamo ricordare l'importanza di un'acqua pulita e pura in questo processo per raggiungere il suo pieno potenziale.

Cos'è l'idrogeno?

L'idrogeno è uno degli elementi chimici più leggeri e abbondanti sulla terra. È disponibile in un gran numero di molecole viventi tra cui piante, animali e esseri umani, nonché nell'acqua che utilizziamo.

Tuttavia, si trova raramente sotto forma di gas, che è la forma necessaria per sfruttare il suo potenziale per alimentare e alimentare le nostre case, aziende e infrastrutture logistiche in tutto il mondo.

Come viene prodotto l'idrogeno?

L'idrogeno viene prodotto attraverso due processi separati, noti come idrogeno verde e idrogeno blu.

L'idrogeno blu è prodotto essenzialmente da fonti non rinnovabili. In genere utilizza un processo chiamato riformazione del metano a vapore. Questo metodo utilizza un recipiente per far reagire vapore ad alta temperatura, un tipico catalizzatore e gas metano per generare idrogeno. Tuttavia, la produzione di idrogeno blu è un processo ad alta intensità di carbonio che genera grandi quantità di monossido di carbonio.

L'idrogeno verde può essere prodotto attraverso fonti di energia rinnovabile. In questo processo, l'acqua viene sottoposta a un processo di elettrolisi in cui la molecola d'acqua si separa in idrogeno e ossigeno.

Alcuni dei vantaggi aggiuntivi di questo metodo di produzione di idrogeno includono i sottoprodotti della sua combustione, vale a dire ossigeno e vapore acqueo.

Un ulteriore vantaggio include l'utilizzo dell'elettricità in eccesso generata da fonti di energia alternative come l'eolico o il solare incanalato nel processo di elettrolisi. In questo modo si genera idrogeno gassoso che può essere immagazzinato per la produzione di energia nei momenti in cui queste fonti non sono in grado di produrre elettricità.

L'importanza critica dell'approvvigionamento idrico nelle operazioni di produzione di energia a idrogeno

L'acqua pulita e pura è vitale per la produzione di energia/carburante da idrogeno. Sono necessarie circa 5 tonnellate metriche (1321 galloni USA) di acqua al giorno per ogni megawatt di energia prodotta da un'unità di elettrolisi.

Ottenere questa quantità d'acqua non è facile come aprire il rubinetto, anche se in molti paesi industrializzati può sembrare così.

Non daremo per scontato che l'acqua dolce sarà sempre disponibile per la produzione di energia. Tuttavia, il costo e la complessità della fornitura di acqua pulita e demineralizzata dipendono molto dalla qualità dell'acqua di fonte, sia che provenga da acqua di mare, acque reflue terziarie, di superficie o sotterranee.

L'infrastruttura per il trattamento dell'acqua può rappresentare l'11% o più dei costi di un impianto di produzione di idrogeno e, insieme a problemi di scarsità d'acqua che possono limitare la disponibilità delle risorse idriche, ridurrebbe la fattibilità economica di questo impianto.

Pertanto, un'analisi dettagliata ti assicura di scegliere la fonte d'acqua corretta per i tuoi requisiti esclusivi dell'impianto di generazione di energia a idrogeno.

Risolvere le tue sfide per ottenere acqua pulita e pura è essenziale per la produzione di idrogeno verde e per aziende simili Genesis Water Technologies sono esperti nell'assisterti in queste sfide di trattamento dell'acqua di sorgente per consentire un'operazione di produzione di idrogeno senza intoppi.

Superare le sfide idriche dell'energia a idrogeno verde

Ad esempio, un'unità di elettrolisi dell'idrogeno verde con una capacità di 100 MW richiede in genere circa (132,000 US gal) 500 tonnellate di acqua pura pulita al giorno e produce circa 50 tonnellate al giorno di idrogeno. Se il sistema utilizza il raffreddamento ad acqua, l'acqua necessaria sarebbe il doppio di questa quantità.

Pertanto, un grande impianto di produzione di energia a idrogeno, con una capacità di circa 30,000 MW di potenza, richiederà un previsto (39.6 MGD USA) di 150,000 tonnellate al giorno di acqua pulita e pura. Questo è in genere il fabbisogno di approvvigionamento idrico di una città con una popolazione compresa tra 450,000 e 950,000 persone.

A causa dell'enorme volume d'acqua richiesto, per fornire il volume d'acqua necessario è possibile utilizzare acqua di mare, acque reflue salmastre di pozzi profondi o anche trattate terziariamente.

Per queste fonti d'acqua sopra menzionate, possono essere richieste tecnologie di trattamento specifiche tra cui flocculazione naturale, desalinizzazione ad osmosi inversa, filtrazione e disinfezione post trattamento in base al tipo di unità di elettrolisi da utilizzare.

Quali sono le decisioni critiche sull'acqua da calcolare nella produzione di energia da idrogeno verde

La disponibilità di acqua è un fattore critico per qualsiasi impianto di produzione di energia a idrogeno, tuttavia ci sono molti altri parametri da considerare. Pertanto, è importante valutare i pro ei contro nelle prime fasi del processo di progettazione della sorgente d'acqua e del trattamento richiesto per le unità di elettrolisi.

Ulteriori elementi da considerare potrebbero includere l'integrazione del calore, la ridondanza, i flussi di domanda di picco e lo stoccaggio dell'idrogeno, nonché lo stoccaggio dell'ossigeno sottoprodotto.

Infine, quando si pianifica la progettazione dell'impianto, le considerazioni ambientali, comprese le condizioni meteorologiche locali nell'impianto potenziale, potrebbero svolgere un ruolo. Ciò includerebbe i cambiamenti stagionali della temperatura dell'acqua, la salinità dell'acqua e altri potenziali impatti legati al clima sul processo di trattamento.

Soluzioni di acqua pulita per una produzione sostenibile di idrogeno

Si prevede che utilizzando a processo di desalinizzazione con pre e post trattamento si aggiungerebbe solo meno dello 0.2% dell'energia minima richiesta per produrre l'idrogeno mediante elettrolisi e il costo dell'energia aggiungerebbe circa $ 0.011 al prezzo dell'idrogeno per kg.

Di conseguenza, questi numeri suggeriscono che un approvvigionamento idrico adeguatamente trattato non sarà il limite per la produzione di idrogeno utilizzando unità di elettrolisi. Cercheremo di partner nel settore per fornire i continui miglioramenti tecnologici per l'efficienza energetica delle unità di elettrolisi che producono idrogeno per aumentare ulteriormente la produzione per rivendicare la sua pretesa di soddisfare il fabbisogno energetico globale.

Genesis Water Technologies è in prima linea nell'innovazione, collaborando con appaltatori locali qualificati ed esperti, società di consulenza di ingegneria civile e partner di canale e affiliati locali per soddisfare le esigenze di aziende e comunità negli Stati Uniti e in tutto il mondo per fornire acqua pulita sostenibile e avanzata soluzioni per la produzione di energia da idrogeno verde.

Vuoi saperne di più su come Genesis Water Technologies può assistertitu con il tuo sfide di trattamento dell'acqua pulita per i tuoi requisiti di produzione di energia elettrica a idrogeno verde? Contatta gli esperti di trattamento delle acque e delle acque reflue presso Genesis Water Technologies, Inc. +1 877 267 3699 o contattaci via e-mail all'indirizzo customersupport@genesiswatertech.com per discutere della tua specifica applicazione.