چگونه می توان مشکل اقتصادی تولید هیدروژن با الکترولیز آب را حل کرد
در حال حاضر، توسعه تولید هیدروژن با الکترولیز آب توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با توجه به ویژگی های"کوپلینگ برون مرزی"، به عنوان یک تقویت کننده برای ساخت یک سیستم انرژی پاک شناخته می شود. روش‌های سنتی تولید هیدروژن شامل گاز طبیعی و زغال‌سنگ است، اما رهایی از وابستگی به انرژی فسیلی همچنان دشوار است. در دو سال گذشته، الکترولیز انرژی تجدیدپذیر آب برای فناوری تولید هیدروژن به شدت توسعه یافته است. الکترولیز آب برای تولید هیدروژن ساده و بدون آلودگی است و مسیر خوبی برای تولید هیدروژن محسوب می شود.
از آنجایی که هزینه برق حدود 80 درصد از کل هزینه تولید هیدروژن تولید شده از الکترولیز آب را تشکیل می دهد، کلید هزینه تولید هیدروژن از الکترولیز آب، مصرف انرژی است. دو راه برای کاهش هزینه ها وجود دارد: یکی کاهش مصرف انرژی در فرآیند الکترولیز، که می تواند با توسعه فناوری های PEM (الکترولیز غشای تبادل پروتون) و SOEC (الکترولیز اکسید جامد) به دست آید. مورد دیگر استفاده از برق ارزان قیمت به عنوان منبع تولید هیدروژن است. مواد خام، کلید در توسعه فتوولتائیک و انرژی باد نهفته است."در حال حاضر ظرفیت نصب شده انرژی های نو در کشور من سال به سال در حال افزایش است و بسیار فراتر از ظرفیت حمل شبکه برق می باشد و تضاد بین مصرف انرژی نو و مصرف نمایان است. هیدروژن شرایط مساعدی را فراهم می کند."
بر اساس داده‌های منتشر شده توسط ادارات مربوطه، در سال 2018، تولید برق بادی و فتوولتائیک رها شده کشورم به 55.4 میلیارد کیلووات ساعت رسیده است. با توجه به محاسبه 5 کیلووات ساعت برق به ازای هر متر مکعب هیدروژن، نیروی باد زباله کشور من می تواند 11.08 میلیارد متر مکعب هیدروژن با خلوص بالا تولید کند. از نظر انرژی آبی، در سال 2018، حجم فاضلاب سالانه کشور من با مازاد برق آبی بزرگ به 69.1 میلیارد کیلووات ساعت رسید."استفاده از آب الکترولیز شده برای تولید هیدروژن می تواند به طور موثری مشکل پسماند آب ناشی از انرژی آبی را کاهش دهد. استفاده از نیروی آبی مازاد برای تولید هیدروژن، فاضلاب"زباله ها را به گنج تبدیل می کند"، که نه تنها هیدروژن تولید می کند، بلکه مزایای اقتصادی جامع پروژه های برق آبی را نیز بهبود می بخشد."باقیمانده سیستم های برق آبی، فتوولتائیک و بادی هیدروژن از نظر فنی امکان پذیر است، اما مشکل اصلی شکست آن در ایجاد یک توسعه در مقیاس بزرگ هزینه بالای تولید هیدروژن است.
هزینه مسیر فناوری زغال سنگ به هیدروژن در کشور من بین 0.8 تا 1.2 یوان برای هر استاندارد است. هزینه تولید گاز طبیعی به هیدروژن تا حد زیادی تحت تأثیر قیمت مواد خام است و هزینه جامع کمی بالاتر از تولید زغال سنگ به هیدروژن است. در مورد تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب، با توجه به مصرف فعلی حدود 5-5.5 کیلووات ساعت برق در هر متر مکعب هیدروژن، تولید هیدروژن حتی با تولید برق در دره کم و سرمایه گذاری ثابت به غیر از قبض برق قابل دستیابی است."تا آنجا که به تجهیزات الکترولیز آب مربوط می شود، هزینه بالاتر از سایر روش های تولید هیدروژن است."در یک سیستم تولید هیدروژن با همان مقیاس، هزینه تولید هیدروژن از الکترولیز آب حدود 1.5 برابر تولید هیدروژن گاز طبیعی و 3 برابر تولید زغال سنگ است. الکترولیز آب با انرژی های تجدیدپذیر در مقایسه با سایر روش های تولید هیدروژن مزیت قیمتی ندارد."میزان و حجم تولید هیدروژن از الکترولیز آب برای انرژی های تجدیدپذیر در سال های اخیر به سرعت افزایش یافته است. شور و شوق در صنایع در حال افزایش است، اما مقیاس و اکتشاف هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند."