Da die Weltwirtschaft beginnt, andere Energiequellen zusätzlich zu fossilen Brennstoffen, Sonne und Wind vollständig zu integrieren, gewinnt grüner Wasserstoff allmählich an Dynamik.

Weltweit führende Unternehmen aus Industrie und Regierungsbehörden entwickeln ehrgeizige und potenziell paradigmenwechselnde Wege zur Herstellung von kohlenstoffärmeren Energiekraftstoffen wie Wasserstoff.

In der Zwischenzeit prüfen andere Unternehmen, wie Wasserstoff kurz- und mittelfristig in ihre Geschäftstätigkeit passen kann.

Mit diesem erneuten Fokus auf die Steigerung der Wasserstoffproduktion in großem Maßstab müssen wir uns daran erinnern, wie wichtig sauberes, reines Wasser in diesem Prozess ist, um sein volles Potenzial auszuschöpfen.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist eines der leichtesten und am häufigsten vorkommenden chemischen Elemente auf der Erde. Es ist in einer großen Anzahl von lebenden Molekülen verfügbar, darunter Pflanzen, Tiere und Menschen sowie das Wasser, das wir verwenden.

Es wird jedoch selten in Form von Gas gefunden, das die Form ist, die erforderlich ist, um sein Potenzial zu nutzen, um unsere Häuser, Unternehmen und Logistikinfrastruktur auf der ganzen Welt mit Strom zu versorgen.

Wie wird Wasserstoff hergestellt?

Wasserstoff wird durch zwei getrennte Prozesse hergestellt, die als grüner Wasserstoff und blauer Wasserstoff bekannt sind.

Blauer Wasserstoff wird im Wesentlichen aus nicht erneuerbaren Quellen hergestellt. Es verwendet typischerweise einen Prozess namens Dampf-Methan-Reformierung. Dieses Verfahren verwendet einen Behälter zur Reaktion von Hochtemperaturdampf, einem typischen Katalysator und Methangas zur Erzeugung von Wasserstoff. Die Herstellung von blauem Wasserstoff ist jedoch ein kohlenstoffintensiver Prozess, der große Mengen an Kohlenmonoxid erzeugt.

Grüner Wasserstoff kann durch erneuerbare Energiequellen hergestellt werden. Dabei wird Wasser einem Elektrolyseprozess unterzogen, bei dem sich das Wassermolekül in Wasserstoff und Sauerstoff trennt.

Zu den zusätzlichen Vorteilen dieser Methode der Wasserstofferzeugung gehören die Nebenprodukte seiner Verbrennung, nämlich Sauerstoff und Wasserdampf.

Ein zusätzlicher Vorteil ist die Nutzung des überschüssigen Stroms aus alternativen Energiequellen wie Wind oder Sonne, der in den Elektrolyseprozess geleitet wird. Dabei wird Wasserstoffgas erzeugt, das für die Energieerzeugung gespeichert werden kann, wenn diese Quellen keinen Strom produzieren können.

Die entscheidende Bedeutung der Wasserbeschaffung bei der Wasserstoffenergieerzeugung

Sauberes, reines Wasser ist für die Wasserstoffenergie-/Kraftstoffproduktion von entscheidender Bedeutung. Etwa 5 Tonnen (1321 US-Gallonen) Wasser pro Tag werden für jedes Megawatt Strom benötigt, das von einer Elektrolyseeinheit erzeugt wird.

Die Beschaffung dieser Wassermenge ist nicht so einfach wie das Aufdrehen des Wasserhahns, auch wenn dies in vielen Industrienationen so gesehen wird.

Wir gehen nicht davon aus, dass immer Frischwasser zur Stromerzeugung zur Verfügung steht. Die Kosten und die Komplexität der Bereitstellung von sauberem, demineralisiertem Wasser hängen jedoch stark von der Qualität des Quellwassers ab, unabhängig davon, ob es aus Meerwasser, tertiärem Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser stammt.

Die Wasseraufbereitungsinfrastruktur kann 11 % oder mehr der Kosten einer Wasserstoffproduktionsanlage ausmachen, und in Verbindung mit Wasserknappheitsproblemen, die die Verfügbarkeit von Wasserressourcen einschränken können, würde dies die wirtschaftliche Machbarkeit dieser Anlage verringern.

Daher stellt eine detaillierte Analyse sicher, dass Sie die richtige Wasserquelle für Ihre einzigartigen Anforderungen an eine Wasserstoff-Stromerzeugungsanlage auswählen.

Die Lösung Ihrer Herausforderungen zur Gewinnung von sauberem, reinem Wasser ist für die Produktion von grünem Wasserstoff und Unternehmen wie z. B. von entscheidender Bedeutung Genesis Water Technologies sind in der Lage, Sie bei diesen Herausforderungen bei der Aufbereitung von Quellwasser zu unterstützen, um einen reibungslosen Betrieb der Wasserstoffproduktion zu ermöglichen.

Überwindung der Wasserherausforderungen grüner Wasserstoffenergie

Beispielsweise benötigt eine Elektrolyseeinheit für grünen Wasserstoff mit einer Kapazität von 100 MW typischerweise etwa (132,000 US-Gallonen) 500 Tonnen sauberes reines Wasser pro Tag und erzeugt etwa etwa 50 Tonnen Wasserstoff pro Tag. Wenn das System eine Wasserkühlung verwendet, würde die doppelte Wassermenge benötigt.

Daher wird eine große Anlage zur Erzeugung von Wasserstoffenergie mit einer Kapazität von etwa 30,000 MW voraussichtlich (39.6 US MGD) 150,000 Tonnen sauberes, reines Wasser pro Tag benötigen. Dies ist typischerweise der Wasserversorgungsbedarf einer Stadt mit einer Bevölkerung zwischen 450,000 und 950,000 Menschen.

Aufgrund der schieren erforderlichen Wassermenge kann Meerwasser, Tiefbrunnen-Brackwasser oder sogar tertiär behandeltes Abwasser verwendet werden, um die erforderliche Wassermenge bereitzustellen.

Für diese oben erwähnten Wasserquellen können je nach Art der zu verwendenden Elektrolyseeinheiten spezifische Behandlungstechnologien erforderlich sein, einschließlich natürlicher Flockung, Umkehrosmose-Entsalzung, Nachbehandlungsfiltration und Desinfektion.

Was sind die kritischen Wasserentscheidungen, die bei der Energieerzeugung aus grünem Wasserstoff berechnet werden müssen?

Die Verfügbarkeit von Wasser ist ein kritischer Faktor für jede Anlage zur Erzeugung von Wasserstoffenergie, es sind jedoch mehrere andere Parameter zu berücksichtigen. Daher ist es wichtig, die Vor- und Nachteile frühzeitig im Entwurfsprozess der Wasserquelle und ihrer erforderlichen Behandlung für die Elektrolyseeinheiten abzuwägen.

Zusätzliche zu berücksichtigende Punkte wären möglicherweise Wärmeintegration, Redundanz, Spitzenbedarfsflüsse und Wasserstoffspeicherung sowie Nebenprodukt-Sauerstoffspeicherung.

Schließlich könnten bei der Planung des Anlagendesigns Umwelterwägungen, einschließlich des lokalen Wetters in der potenziellen Anlage, eine Rolle spielen. Dazu gehören saisonale Wassertemperaturänderungen, Wassersalzgehalt und andere potenzielle wetterbedingte Auswirkungen auf den Behandlungsprozess.

Saubere Wasserlösungen für eine nachhaltige Wasserstoffproduktion

Es wird erwartet, dass die Verwendung von a Entsalzungsprozess mit Vor- und Nachbehandlung würde nur weniger als 0.2 % der minimalen Energie hinzufügen, die erforderlich ist, um den Wasserstoff durch Elektrolyse zu erzeugen, und die Energiekosten würden den Preis von Wasserstoff pro kg um geschätzte 0.011 $ erhöhen.

Folglich deuten diese Zahlen darauf hin, dass eine ordnungsgemäß aufbereitete Wasserversorgung nicht die Einschränkung für die Wasserstoffproduktion unter Verwendung von Elektrolyseeinheiten darstellt. Wir werden uns an Partner in der Industrie wenden, um die kontinuierlichen technologischen Verbesserungen für die Energieeffizienz der wasserstoffproduzierenden Elektrolyseeinheiten bereitzustellen, um die Produktion weiter zu steigern, um den Anspruch zu erheben, den globalen Energiebedarf zu decken.

Genesis Water Technologies steht an der Spitze der Innovation und arbeitet mit lokalen qualifizierten und erfahrenen Auftragnehmern, Beratungsfirmen für Bauingenieurwesen sowie lokalen Vertriebspartnern und verbundenen Unternehmen zusammen, um die Bedürfnisse von Unternehmen und Gemeinden in den USA und auf der ganzen Welt zu erfüllen, um nachhaltiges und fortschrittliches sauberes Wasser bereitzustellen Lösungen für die Stromerzeugung aus grünem Wasserstoff.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Genesis Water Technologies Sie unterstützen kann?du mit deinem Herausforderungen bei der Aufbereitung von sauberem Wasser für Ihre Anforderungen an die Stromerzeugung aus grünem Wasserstoff? Kontaktieren Sie die Experten für Wasser- und Abwasserbehandlung bei Genesis Water Technologies, Inc. +1 877 267 3699 oder erreichen Sie uns per E-Mail unter customersupport@genesiswatertech.com um Ihre spezifische Anwendung zu besprechen.