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氫能崛起將為全球水處理市場帶來的機遇

來源:科柏盛環保     發布時間:2022-08-29

       序言

       隨著國家對碳中和戰略目標的進一步實施,氫能,尤其是生產和使用中“零”碳排放的綠氫,將會有更廣闊的應用和潛力。

       綠氫來源于純水的電解,因此純水處理技術,例如膜、電解ED/EDI將作為核心工藝得到更多的應用。

       同時,市政回用水和海淡水作為目前全球主流的電解水源,也將會為市政回用和海水淡化的市場帶來新的機遇。

       引言

       未來十年,中國將同全球一起,打響碳排放的攻堅戰。

       如果要在2030年之前實現《巴黎協定》設立的1.5℃的控溫目標,我們必須按照五倍于目前12%的年均脫碳速度,才可以按時實現低碳經濟的轉型。

       發改委近期也出臺了氫能的中長期規劃,明確了氫能作為低碳經濟的重要清潔能源,將成為碳中和舉足輕重的一環。

       綠氫將成為未來低碳社會最具潛力的清潔能源

       氫能具有能量密度大、熱值高、儲量豐富、來源廣泛、轉化效率高等特點,是清潔的二次能源。

       可以用于發電以及高熱值的進料,減少發電行業和鋼鐵行業的碳排放。并且,氫氣在化工領域占據了半壁江山,主要用于合成甲醇和合成氨。使用綠氫也可以降低化工企業的碳排放。

       并且不同于其他清潔能源可再生能源不穩定以及長距離輸送的難題(例如風電、光伏、水電等),氫能可以作為高效的儲能載體,可以實現大規模跨季節儲存、運輸,也因此被認為是最具有應用前景的能源之一。

       氫能的制造工藝多樣,例如水電解產生的綠氫、天然氣轉化而成的藍氫、煤炭轉化而成的棕氫等等 。但唯獨綠色氫能,由電力電解水所制備的氫氣,從生產到消費全過程碳排放量幾乎為零,從而被冠以綠氫的稱號,也是未來低碳經濟最具潛力、最環保的清潔可再生能源。

       純水處理工藝作為電解的必要步驟,將推動純水技術的進一步應用和發展

       綠氫的制造過程主要來源于水的電解以及光伏風力等清潔能源制造出來的氫氣。為了確保電解的質量并且保障電極的壽命,一般都會采用純水甚至超純水作為原材料。例如某綠氫生產項目對除鹽水的要求是電阻率大于10萬Ω.cm。因此純水處理技術,例如膜技術、電解ED/EDI技術,也是綠氫生產工藝技術中的核心一環。

       海水淡化水和市政回用水作為目前主要水源,也將迎來新的市場機遇

       由于綠氫對水源的品質和水量要求較高,需要大量的水源提純后,再用于電解。

       目前,按照全球新建的綠氫項目的體量,將會需要每天130萬噸的純水用于電解。預計到2050年,以400立方米水量/(人均*年)的平均值計算,一年氫的生產總量相當于一個人口為6200萬的國家的年用水量。

       因為用水量較大,目前全球大多數項目不會直接采用地表或者地下原水,防止對當地水資源供給造成過大的壓力,所以往往采用二次水源,例如海水淡化水和回用水。

       目前主流的水源來自海水淡化和回用。根據GWI數據,全球40%的新建綠氫項目采用海水淡化作為原水,27%的項目采用市政或工業回用水(市政回用水由于項目體量更大、主要位于發達城市、并且水質更好,相較于工業回用水更受青睞)。

       在濱海地區,參考中東國家,較多以海淡水作為電解水源。如果是內陸地區會更多依靠市政回用水,經過處理后即可作為電解水源,例如澳大利亞內陸和歐洲內陸等國家和地區。

       比如中石化新建的新疆庫車綠氫示范項目,是國內第一個大規模太陽能綠氫生產項目,出于成本和技術成熟度的考慮,使用市政自來水作為水源。并且當地政府也在規劃新建市政回用水項目,進一步補充當地的用水資源。

       結語

       綠氫項目如果在未來得到更多的重視和利用,也將會為全球的純水市場、市政水司和海水淡化行業帶來更多的項目機遇和市場需求。

       以膜法、ED/EDI為主的純水技術、超濾和微濾為主流技術的市政回用水、以及以SWRO膜法為主的海水淡化技術也將得到更廣泛的應用。
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