كيفية حل المشكلة الاقتصادية لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء
في الوقت الحاضر ، جذب تطوير إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء الكثير من الاهتمام. نظرا لخصائص"اقتران عبر الحدود"، من المعترف به كمعزز لبناء نظام للطاقة النظيفة. تشمل طرق إنتاج الهيدروجين التقليدية الغاز الطبيعي والفحم ، لكن لا يزال من الصعب التخلص من الاعتماد على الطاقة الأحفورية. في العامين الماضيين ، تطور التحليل الكهربائي للمياه بالطاقة المتجددة لتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين بقوة. يعتبر التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين أمرًا بسيطًا وخاليًا من التلوث ، ويعتبر طريقًا جيدًا لإنتاج الهيدروجين.
نظرًا لأن تكلفة الكهرباء تمثل حوالي 80 ٪ من إجمالي تكلفة إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء ، فإن مفتاح تكلفة إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للمياه هو استهلاك الطاقة. هناك طريقتان لخفض التكاليف: الأولى هي تقليل استهلاك الطاقة في عملية التحليل الكهربائي ، والتي يمكن تحقيقها من خلال تطوير تقنيات PEM (التحليل الكهربائي لغشاء تبادل البروتون) و SOEC (التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب) ؛ والآخر هو استخدام الكهرباء منخفضة التكلفة كمصدر لإنتاج الهيدروجين. المواد الخام ، المفتاح يكمن في تطوير الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح."في الوقت الحالي ، تتزايد القدرة المركبة للطاقة الجديدة في بلدي عامًا بعد عام ، وهو ما يتجاوز بكثير القدرة الاستيعابية لشبكة الطاقة ، والتناقض بين استهلاك الطاقة الجديدة واستهلاكها بارز. يوفر الهيدروجين ظروفًا مواتية."
وفقًا للبيانات الصادرة عن الإدارات ذات الصلة ، في عام 2018 ، بلغ توليد طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية المهجورة في بلدي 55.4 مليار كيلووات ساعة. وفقًا لحساب 5 كيلووات ساعة من الكهرباء لكل متر مكعب من الهيدروجين ، يمكن أن تنتج طاقة الرياح المهدرة في بلدي 11.08 مليار متر مكعب من الهيدروجين عالي النقاء. فيما يتعلق بالطاقة الكهرومائية ، بلغ حجم المياه العادمة السنوية في بلدي في عام 2018 69.1 مليار كيلوواط ساعة ، مع وجود فائض كبير في الطاقة الكهرومائية."يمكن أن يؤدي استخدام الماء المحلل كهربائياً لإنتاج الهيدروجين إلى التخفيف بشكل فعال من مشكلة المياه العادمة الناتجة عن الطاقة الكهرومائية. استخدام فائض الطاقة الكهرومائية لإنتاج الهيدروجين ومياه الصرف"يحول النفايات إلى كنز"، التي لا تنتج الهيدروجين فحسب ، بل تعمل أيضًا على تحسين الفوائد الاقتصادية الشاملة لمشروعات الطاقة الكهرومائية."أنظمة الطاقة الكهرومائية ، الكهروضوئية ، وطاقة الرياح المتبقية الهيدروجين ممكن تقنيًا ، لكن الجوهر الرئيسي لفشلها في تشكيل تنمية واسعة النطاق هو التكلفة العالية لإنتاج الهيدروجين.
تتراوح تكلفة مسار تكنولوجيا الفحم إلى الهيدروجين في بلدي بين 0.8 و 1.2 يوان لكل معيار. تتأثر تكلفة إنتاج الغاز الطبيعي إلى الهيدروجين بشكل كبير بسعر المواد الخام ، والتكلفة الشاملة أعلى قليلاً من تكلفة إنتاج الفحم إلى الهيدروجين. بالنسبة لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء ، وفقًا للاستهلاك الحالي لحوالي 5-5.5 كيلو وات ساعة من الكهرباء لكل متر مكعب من الهيدروجين ، يمكن تحقيق إنتاج الهيدروجين حتى مع إنتاج الكهرباء في الوادي المنخفض والاستثمار الثابت بخلاف فواتير الكهرباء."بقدر ما يتعلق الأمر بمعدات التحليل الكهربائي للماء ، فإن التكلفة أعلى من طرق إنتاج الهيدروجين الأخرى."في نظام إنتاج الهيدروجين من نفس المقياس ، تبلغ تكلفة إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء حوالي 1.5 ضعف تكلفة إنتاج الهيدروجين بالغاز الطبيعي و 3 أضعاف تكلفة إنتاج الفحم. لا توجد ميزة سعرية للتحليل الكهربي للطاقة المتجددة للمياه مقارنة بطرق إنتاج الهيدروجين الأخرى."زادت كمية وحجم إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء للطاقة المتجددة بسرعة في السنوات الأخيرة. يزداد الحماس عبر الصناعات ، لكن الحجم والاستكشاف لا يزالان في مهدهما."