中國儲能網(wǎng)訊：隨著全球氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張，將顯著增加項目所在地區(qū)用水壓力，用水緊缺可能成為未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。
近日，國際可再生能源署（IRENA）聯(lián)合行業(yè)研究機構未瀾咨詢（Bluerisk）發(fā)布《全球制氫用水報告》（以下簡稱《報告》）指出，目前主流制氫方式耗水量普遍較大，隨著全球氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張，將顯著增加項目所在地區(qū)用水壓力，用水緊缺可能成為未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。
制氫領域用水量快速上漲
《報告》顯示，目前全球主流制氫方式都需要用水，主要集中在制氫和冷卻兩大過程中。綠氫主要是利用光伏、風電等可再生能源電解水制氫，藍氫需要用天然氣為原料與水蒸氣進行重整制氫，煤制氫則需要用大量水冷卻，另外化石燃料制氫所需要的碳捕捉與封存技術同樣需要大量水資源進行冷卻、吸附和提純。
其中，煤氣化制氫是目前最為耗水、用水效率相對最低的方式。數(shù)據(jù)顯示，煤氣化制氫工藝每生產(chǎn)1千克氫氣需要消耗31升水，如果配備碳捕捉與封存裝置，煤氣化制氫方式每生產(chǎn)1千克氫氣用水強度或增加約60%，消耗量可到49.4升。舉例而言，一個年產(chǎn)23.7萬噸氫氣同時配備碳捕捉與封存的煤制氫工廠，每年的取水量可達到1900萬立方米，這足以支撐倫敦市半年的居民用水需求。
對比之下，每生產(chǎn)1千克藍氫需要消耗約32.2升水，綠氫生產(chǎn)中，堿性電解水制氫工藝每生產(chǎn)1千克氫氣所消耗的水量預計為22.3升，質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫每生產(chǎn)1千克氫氣所消耗水量則為17.5升，這也是目前用水效率最高的制氫方式。
《報告》指出，總體上看，目前制氫領域用水總規(guī)模已達到22億立方米，伴隨著氫能行業(yè)的發(fā)展，到2040年，全球制氫的淡水取用量或增長230%，達到73億立方米，在能源行業(yè)中占比或達到2.4%。
水資源不足或成氫能發(fā)展瓶頸
《報告》指出，在氫能行業(yè)用水需求顯著增加的同時，全球水資源供應情況不容樂觀，氫能行業(yè)用水量的增加，很可能給制氫項目所在地帶來巨大的用水壓力，從目前各國規(guī)劃的制氫項目來看，或多或少都存在用水困境。
數(shù)據(jù)顯示，目前，全球范圍內(nèi)約有35%的綠氫或藍氫生產(chǎn)項目都規(guī)劃或建設在用水高度緊張地區(qū)。以印度為例，到2040年，預計將有99%的氫氣產(chǎn)能建設在用水極端緊張地區(qū)。而在歐洲，計劃中的制氫項目有不少處于水資源本就緊缺的地方，用水與能源行業(yè)沖突在未來十年可能會進一步升級，預計有19%綠氫和藍氫生產(chǎn)項目或?qū)⑻幱谟盟o張狀態(tài)。
《報告》共同作者之一、未瀾咨詢合伙人羅天一在接受《中國能源報》記者采訪時表示，此前因水源供應不足而放棄氫能項目的案例并不鮮見?！鞍拇罄麃喚陀羞^先例。澳大利亞大部分地區(qū)都是荒漠，僅有沿海區(qū)域水資源相對充足，但該國農(nóng)業(yè)和礦業(yè)相對發(fā)達，耗水量巨大。2022年5月，澳大利亞能源企業(yè)Kallis Energy Investments就曾因水供應問題放棄在南澳大利亞穆拉瓦塔納建設6吉瓦制氫項目的提案?！?
應提前協(xié)調(diào)用水保障氫能安全
《報告》指出，目前，氫能發(fā)展已經(jīng)駛?cè)肟燔嚨?，如果沒有全面、科學、嚴格的規(guī)劃和指引，迅猛發(fā)展之下會出現(xiàn)許多隱患。為維護能源系統(tǒng)正常運行，需要提前認識到用水風險，通過加強跨部門協(xié)調(diào)保障能源安全。
羅天一表示：“現(xiàn)階段的制氫項目，實際監(jiān)測用水量的少之又少。建議能源行業(yè)和相關主管部門重視水耗的監(jiān)控，在摸清實際用水量以后，能源行業(yè)和相關主管部門統(tǒng)一用水標準，對項目準入做提前評審，更要對運營水平做監(jiān)督。特別是在水資源已經(jīng)匱乏、生態(tài)環(huán)境相對脆弱的地區(qū)，更需要對制氫項目的水耗情況進行嚴格的審核和監(jiān)管?！?
此外，《報告》還提出，選擇綠氫、海水制氫、使用空氣冷卻方式、提高電解水制氫效率等方式也有助于降低制氫領域用水壓力，提高用水效率。
《報告》認為，目前主流制氫方式中綠氫耗水量相對最小，逐步淘汰煤制氫或天然氣制氫項目，推廣綠氫技術或能夠降低氫能行業(yè)用水強度。同時，海水制氫方式也可用于缺少淡水資源但海水資源豐富的地區(qū)，例如中東海灣地區(qū)就可嘗試這一方式。在用水緊張區(qū)域，還可以采用空氣冷卻替代水冷，從而降低用水強度。另外，《報告》提出，還應進一步加強電解水制氫技術研發(fā)，通過政策刺激等方式提高投資規(guī)模，從而推動氫能技術創(chuàng)新、提高電解水制氫效率，進而降低用水強度。
