Khám phá sản xuất hydro tại các cơ sở phục hồi tài nguyên nước – Jacobs
Sản xuất và sử dụng hydro phát thải thấp hoặc bằng không sẽ là một phần không thể thiếu của quá trình chuyển đổi năng lượng. Khi các công ty cung cấp nước tìm cách khử cacbon và các chính phủ trên khắp thế giới công bố hàng tỷ đô la tài trợ cho hydro sạch, thì mối quan tâm ngày càng tăng đối với sự tương tác giữa sản xuất hydro (H2) và các cơ sở phục hồi tài nguyên nước (H2O) (WRRF).
Việc tích hợp sản xuất hydro với WRRF rất hấp dẫn vì nó có thể giảm tổng chi phí vận hành và bảo trì cho cả quy trình sản xuất hydro và xử lý nước thải. Các hiệu ứng hiệp đồng bao gồm việc sử dụng nước thải đã xử lý làm nước cấp hoặc nước làm mát cho quy trình điện phân tạo ra hydro; sử dụng khí sinh học do WRRF tạo ra để sản xuất hydro thông qua nhiệt phân; và thay thế hoặc tăng cường nguồn cung cấp oxy của WRRF hiện có bằng sản phẩm phụ của quá trình điện phân.
Tuy nhiên, bất chấp nhiều sự tương tác, giá trị thực sự của việc sản xuất hydro tại WRRF không phải là phổ biến.
Ví dụ, điều quan trọng là phải hiểu các điều kiện thị trường cho hydro. Giống như khí thiên nhiên tái tạo được tạo ra từ khí sinh học tại WRRF, hydro là sản phẩm có thể được sử dụng để cung cấp cho đội xe và nhà máy điện do thành phố sở hữu – hoặc có thể được bán trên thị trường cho các ứng dụng như giao thông vận tải và các mục đích công nghiệp khác. Nếu một công ty tiện ích có kế hoạch bán hydro, họ nên tính đến thị trường xung quanh như những người mua tiềm năng, tính khả dụng của cơ sở hạ tầng để tiếp nhận và vận chuyển hydro và giá bán dự kiến của nó.
Cũng có thể có những trường hợp sản xuất hydro không phải là cách sử dụng tốt nhất nguồn nước, điện hoặc không gian của một công ty tiện ích. Ở những khu vực phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nước, nước thải đã qua xử lý có thể được ưu tiên tái sử dụng để uống hoặc không uống nhằm giảm thiểu tình trạng thiếu nước. Có thể là thách thức về mặt chính trị khi sử dụng một phần nước đó để phát triển và bán một sản phẩm chủ yếu vì lợi ích kinh tế. Tương tự như vậy, một WRRF có thể sử dụng khí sinh học để tạo nhiệt và điện tại chỗ để vận hành nhà máy, sử dụng để làm nhiên liệu cho xe hoặc bán dưới dạng khí thiên nhiên tái tạo. Các lựa chọn này đã được thiết lập nhiều hơn, có thị trường sẵn có và rất có thể có giá trị kinh tế hơn trong ngắn hạn.
Trong khi nền kinh tế hydro vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, hiện nay có những phương pháp đơn giản hơn, khả thi hơn để tận dụng nước và năng lượng thu được tại WRRF. Tuy nhiên, một số thay đổi trong tương lai có thể khuyến khích sản xuất hydro:
- Tăng cường hạn chế phát thải carbon, ngay cả từ khí sinh học. Điều này có thể thúc đẩy quá trình chuyển đổi khí sinh học thành hydro, dẫn đến sản xuất điện phát thải thấp hơn.
- Khi WRRF trở thành năng lượng ròng dương thông qua việc tăng hiệu suất và sản xuất điện, năng lượng bổ sung phải được lưu trữ hoặc sử dụng, và lưới điện hoặc pin có thể không phải là phương pháp tối ưu. Hydro có thể là phương tiện lưu trữ năng lượng tuyệt vời và có thể bán được.
- Sự phát triển của nền kinh tế hydro sẽ làm tăng nhu cầu về hydro và giảm chi phí sản xuất thông qua vật liệu rẻ hơn và tín dụng sản xuất.
Do sự tương tác rõ ràng giữa sản xuất hydro và xử lý nước thải, chúng ta có thể mong đợi WRRF đóng vai trò trong sản xuất hydro sạch và quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Tuy nhiên, các công ty cung cấp nước nên hiểu được sự phức tạp và đánh đổi - đặc biệt là trong ngắn hạn khi nền kinh tế hydro phát triển.
Tôi sẽ chia sẻ thêm thông tin chi tiết về sự tương tác, những cạm bẫy và cơ hội của việc sản xuất hydro tại WRRF trong bài thuyết trình kỹ thuật tại WEFTEC 2024 ở New Orleans, từ ngày 5 đến ngày 9 tháng 10.
Khám phá sản xuất hydro tại các cơ sở phục hồi tài nguyên nước – Jacobs
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
