Quantum aqua facit ut hydrogenii per electrolysin efficiat?

Quam multa aqua electrolysis consumitur

Gradus unus: Hydrogenium productionis

Consumptio aquae venit ex duobus gradibus: hydrogenii effectio et effectio energiae fluminis ferebat. Pro productione hydrogenii, minima consumptio aquae electrolyticae est circiter 9 chiliogrammata aquae per kilogramme hydrogenii. Attamen, habita ratione processus demineralizationis aquae, haec proportio vagari potest ab 18 ad 24 chiliogrammata aquae per kilogrammum hydrogenii, vel etiam usque ad 25.7 ad 30.2.

Ad processum productionis exsistentis (methani vaporis reformationis), minima aqua consumptio est 4.5kgH2O/kgH2 (reactio requisita), habita ratione processus aquae et refrigerationis, minima aqua consumptio 6.4-32.2kgH2O/kgH2.

Gradus II: Energy fontes (renovari electricitatis vel naturalis gas)

Aliud componentium est consumptio aquae ad electricitatem renovabilem et naturalem gas producendam. Consumptio aquae potentiae photovoltaicae variatur inter 50-400 liters /MWh (2.4-19kgH2O/kgH2) et venti potentiae inter 5-45 litres /MWh (0.2-2.1kgH2O/kgH2). Similiter, productio gasi a gas shale (in notitia US) augeri potest ab 1.14kgH2O/kgH2 ad 4.9kgH2O/kgH2.

In summa, mediocris totalis aquae consumptio hydrogenii generati a potentia photovoltaica generationis et venti potentiae generationis est circiter 32 et 22kgH2O/kgH2, respective. Incerta procedunt ex radiorum solis, vita et contentum Pii. Haec aqua consumptio in eodem ordine magnitudinis ac productionis hydrogenii ex gas naturalibus (7.6-37 kgh2o /kgH2, cum mediocris 22kgH2O/kgH2) est.

Totalis vestigium aqua: Inferius cum industria utens renewable

Emissionibus CO2 similis, vestigium aquae demissae pro viarum electrolyticorum praevia est usus fontes energiae renovabilis. Si tantum parva fractio electricitatis generatur utentibus fossilibus, consumptio aquae cum electricitate coniungitur multo altior quam aqua ipsa in electrolysi consumpta.

Pro exemplo, gas generationis potentiae uti potest usque ad 2,500 liters /MWh aquae. Optima est etiam causa fossilium fuelum (gas naturalis). Si calculus gasificatio consideretur, hydrogenium productio potest 31-31.8kgH2O/kgH2 et productio calculus consumere 14.7kgH2O/kgH2. Consumptio aquae a photovoltaicis et ventis expectatur etiam super tempus decrescere sicut processus faciendi processus efficaciores fiunt et industriae output per unitatem facultatis inaugurali melioris.

Totalis aquae consumptio in MML

Mundus expectatur multis temporibus consectetuer in futuro usu quam hodie facit. Exempli gratia, Irena Mundi Energy Transitiones Outlook aestimat consectetuer postulationem anno 2050 circiter 74EJ fore, quarum circiter duae tertiae ex renovatione hydrogenii venient. Comparando, hodie (pura hydrogenii) est 8.4EJ.

Etiamsi hydrogenium electrolyticum cum toto 2050 postulatione consectetuer occurrere posset, aquae consumptio circiter 25 miliarda metrorum cubicorum esset. The figure below compares this figure aliis fluminibus aquae homini factae tabes. Agricultura maxima copia 280 miliarda metrorum cubicorum aquae utitur, industria autem fere 800 metrorum cubicorum et civitatum utitur 470 miliardis metrorum cubicorum. Hodierna aqua consumptio gasi naturalis reformandi et gasificationis carbonis pro productione hydrogenii est circiter 1.5 miliarda metrorum cubicorum.

Ita, quamvis magnae aquae copiae propter mutationes in viis electrolyticis et crescentibus exigentibus consumi putentur, aqua consumptio e productione hydrogenii multo minor erit quam aliae fluunt ab hominibus adhibitae. Alia relatio est quod per capita aquae consumptio inter 75 (Luxemburgum) et 1, 200 (US) metrorum cubicorum per annum est. Ad medium 400 m3/ (per capita annum) productionis hydrogenii totalis in 2050 aequipollet patriae 62 miliones hominum.

Quam multa aqua costs et quanta industria adhibetur?

pretium

Cellulae electricae altam qualitatem aquam requirunt et aquam curationem requirunt. Aqua inferioris qualitas ad velociorem dejectionem et vitam breviorem ducit. Multa elementa, inclusa diaphragmata et catalystae in alkalinis adhibitis, necnon membranae et strata onerariis raris PEM, peior fieri possunt ab inquinamentis aquae ut ferrum, chromium, cuprum, etc. Aqua conductiva minus oportet esse quam 1μS/. cm et carbonis carbonis totalis minus quam 50μg/L.

Aquae rationes pro relative parva portione energiae consummationis et gratuitae. Pessimus casus missio utriusque parametri est desalinatio. Reverse osmosis technologia principalis est ad desalinationem, ac fere 70 centesimas capacitatis globalis. Technologia $ 1900- $ 2000 / m³/d constat et 15% curvam discendi habet. In hac obsidione sumptus, curatio sumptus de $1/m³ est, et in locis inferioribus esse potest, ubi electricitatis gratuita sunt.

Praeterea gratuita naviculas plus quam $1-2 per m³ augebunt. Etiam hoc in casu, sumptuum curationum aquae sunt circa $0.05 /kgH2. Ut hoc in prospectu, pretium renovationis hydrogenii $2-3 /kgH2 esse potest, si bonae renovationis copiae in promptu sunt, sumptus mediocris subsidii est $4-5 /kgH2.

Itaque in hac missione conservativa aqua minus quam 2 centesimas totius constat. Usus aquae marinis augere potest quantitatem aquae receptae per 2.5 ad 5 tempora (per factorem recuperationis).

Energy consummatio

Intuitus industriam consummationis desalinationis, est etiam valde parvum respectu electricitatis quantum ad cellam electronicam inputandam necessariam. Vena osmosis unitas adversa operans consumit circa 3.0 kW/m3. E contra, thermae desalinationis plantae multo altiorem industriam habent consumptionem, vndique ab 40 ad 80 KWH/m3, cum additae potentiae requisita ab 2.5 ad 5 KWH/m3, secundum technologiam desalinationis. Accepto casu conservativo (i.e. energiae superioris postulant) cogenerationis plantae exemplum, posito usu sentinae caloris, energia postulationis convertitur ad circiter 0.7kWh/kg hydrogenii. Ut hoc in prospectu, postulatio electricitatis cellae electrolyticae circiter 50-55kWh/kg est, etiam in pessimo casu missionis, vis desalinationis postulatio circa 1% totius energiae initus systematis est.

Una impugnatio desalinationis est dispositio aquae salsae quae ictum in oecosystematibus localibus habere potest. Haec muria ulterius tractari potest ad eius impulsum environmental minuendum, ita addendo ad aquae sumptus $0.6-2.40 /m³ aliud. Praeterea qualitas aquae electrolyticae durior est quam aqua bibens et in altiori curatione costs provenire potest, sed hoc adhuc expectatur ut parva potentia input comparata sit.

Vestigium aquae electrolyticae aquae causa hydrogenii productionis est valde specificus locus parametri, qui pendet ab aqua disponibilitate locali, consummatione, degradatione et pollutione. Statera oecosystematum et impulsus trends diuturni climatis considerari debent. Maior consummatio aquae erit impedimentum hydrogenii renovationis ascendentis.