Ketika ekonomi global mulai sepenuhnya mengintegrasikan sumber energi lain selain bahan bakar fosil, matahari dan angin, hidrogen hijau mulai mendapatkan momentum.

Para pemimpin global di seluruh industri dan lembaga pemerintah sedang mengembangkan cara-cara yang berpotensi mengubah paradigma untuk menghasilkan bahan bakar energi karbon yang lebih rendah seperti hidrogen.

Untuk sementara, perusahaan lain sedang mengevaluasi bagaimana hidrogen dapat masuk ke dalam operasi bisnis mereka dalam waktu dekat dan menengah ke depan.

Dengan fokus baru untuk meningkatkan produksi hidrogen dalam skala besar, kita harus mengingat pentingnya air bersih dan murni dalam proses ini untuk mencapai potensi penuhnya.

Apa itu hidrogen?

Hidrogen adalah salah satu unsur kimia paling ringan dan paling melimpah di bumi. Ini tersedia dalam sejumlah besar molekul hidup termasuk tanaman, hewan, dan manusia serta air yang kita gunakan.

Namun, jarang ditemukan dalam bentuk gas, yang merupakan bentuk yang diperlukan untuk memanfaatkan potensinya untuk memberi daya dan bahan bakar rumah, bisnis, dan infrastruktur logistik kita di seluruh dunia.

Bagaimana hidrogen diproduksi?

Hidrogen diproduksi melalui dua proses terpisah, yang dikenal sebagai hidrogen hijau dan hidrogen biru.

Hidrogen biru pada dasarnya diproduksi melalui sumber yang tidak terbarukan. Ini biasanya menggunakan proses yang disebut reformasi metana uap. Metode ini menggunakan bejana untuk mereaksikan uap suhu tinggi, katalis khas dan gas metana untuk menghasilkan hidrogen. Namun, produksi hidrogen biru adalah proses intensif karbon yang menghasilkan karbon monoksida dalam jumlah besar.

Hidrogen hijau dapat diproduksi melalui sumber energi terbarukan. Dalam proses ini, air mengalami proses elektrolisis di mana molekul air terpisah menjadi hidrogen dan oksigen.

Beberapa manfaat tambahan dari metode produksi hidrogen ini termasuk produk sampingan dari pembakarannya yaitu oksigen dan uap air.

Manfaat tambahan antara lain memanfaatkan kelebihan listrik yang dihasilkan dari sumber energi alternatif seperti angin atau matahari yang disalurkan untuk proses elektrolisis. Dalam melakukan ini, gas hidrogen dihasilkan yang dapat disimpan untuk produksi energi pada saat sumber-sumber ini tidak mampu menghasilkan listrik.

Pentingnya sumber air dalam operasi produksi energi hidrogen

Air bersih dan murni sangat penting untuk produksi energi/bahan bakar hidrogen. Kira-kira, 5 metrik ton (1321 galon AS) air sehari dibutuhkan untuk setiap megawatt daya yang dihasilkan oleh unit elektrolisis.

Mendapatkan air sebanyak itu tidak semudah menyalakan keran, meskipun di banyak negara industri mungkin terlihat seperti itu.

Kami tidak akan berasumsi bahwa air tawar akan selalu tersedia untuk keperluan pembangkit listrik. Akan tetapi, biaya dan kerumitan penyediaan air bersih dan demineralisasi sangat bergantung pada kualitas sumber air apakah itu berasal dari air laut, air limbah tersier, air permukaan atau air tanah.

Infrastruktur pengolahan air dapat menjadi 11% atau lebih dari biaya fasilitas produksi hidrogen, dan ditambah dengan masalah kelangkaan air yang dapat membatasi ketersediaan sumber daya air akan mengurangi kelayakan ekonomi fasilitas ini.

Oleh karena itu, analisis terperinci memastikan Anda akan memilih sumber air yang tepat untuk kebutuhan pembangkit listrik hidrogen unik Anda.

Memecahkan tantangan Anda untuk mendapatkan air bersih dan murni sangat penting untuk produksi hidrogen hijau dan perusahaan seperti Teknologi Air Genesis terampil dalam membantu Anda mengatasi tantangan pengolahan air sumber ini untuk memungkinkan operasi produksi hidrogen yang lancar.

Mengatasi tantangan air dari energi hidrogen hijau

Misalnya, unit elektrolisis hidrogen hijau dengan kapasitas 100 MW biasanya membutuhkan sekitar (132,000 US gal) 500 ton air murni bersih per hari dan menghasilkan sekitar 50 ton hidrogen per hari. Jika sistem menggunakan pendingin air, air yang dibutuhkan akan menjadi dua kali jumlah ini.

Oleh karena itu, fasilitas produksi energi hidrogen yang besar, dengan kapasitas daya sekitar 30,000 MW, akan membutuhkan 39.6 ton air bersih dan murni yang diantisipasi (150,000 US MGD) per hari. Ini biasanya kebutuhan pasokan air dari sebuah kota dengan populasi antara 450,000 sampai 950,000 orang.

Karena banyaknya volume air yang dibutuhkan, air laut, air payau sumur dalam atau bahkan air limbah yang diolah tersier dapat digunakan untuk menyediakan volume air yang diperlukan.

Untuk sumber air yang disebutkan di atas, teknologi pengolahan khusus termasuk flokulasi alami, desalinasi osmosis balik, filtrasi pasca pengolahan dan disinfeksi dapat diperlukan berdasarkan jenis unit elektrolisis yang akan digunakan.

Apa keputusan air kritis yang harus dihitung dalam produksi energi hidrogen hijau?

Ketersediaan air merupakan faktor penting untuk setiap fasilitas produksi energi hidrogen, namun, ada beberapa parameter lain yang perlu dipertimbangkan. Oleh karena itu, penting untuk mengevaluasi pro dan kontra di awal proses desain sumber air dan perawatan yang diperlukan untuk unit elektrolisis.

Item tambahan yang perlu dipertimbangkan, berpotensi mencakup integrasi panas, redundansi, aliran permintaan puncak, dan penyimpanan hidrogen serta penyimpanan oksigen produk sampingan.

Terakhir, ketika merencanakan desain fasilitas, pertimbangan lingkungan termasuk cuaca lokal di pabrik potensial dapat berperan. Ini akan mencakup perubahan suhu air musiman, salinitas air, dan dampak potensial terkait cuaca lainnya pada proses pengolahan.

Solusi air bersih untuk produksi hidrogen yang berkelanjutan

Diperkirakan bahwa menggunakan proses desalinasi dengan perlakuan pra dan pasca hanya akan menambahkan kurang dari 0.2% energi minimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis, dan biaya energi akan menambah sekitar $0.011 pada harga hidrogen per kg.

Akibatnya, angka-angka ini menunjukkan bahwa pasokan air yang diolah dengan benar tidak akan menjadi batasan untuk produksi hidrogen yang menggunakan unit elektrolisis. Kami akan mencari mitra di industri untuk memberikan peningkatan teknologi berkelanjutan untuk efisiensi energi unit elektrolisis penghasil hidrogen untuk lebih meningkatkan produksi guna mempertaruhkan klaimnya untuk memenuhi kebutuhan energi global.

Genesis Water Technologies berada di garis depan inovasi, berkolaborasi dengan kontraktor lokal yang berkualitas dan berpengalaman, perusahaan konsultan teknik sipil dan mitra saluran lokal dan afiliasi untuk memenuhi kebutuhan perusahaan dan masyarakat di AS dan di seluruh dunia untuk menyediakan air bersih yang berkelanjutan dan canggih solusi untuk pembangkit listrik hidrogen hijau.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana Genesis Water Technologies dapat membantu Anda?kamu dengan kamu tantangan pengolahan air bersih untuk kebutuhan produksi tenaga hidrogen hijau Anda? Hubungi ahli pengolahan air & air limbah di Genesis Water Technologies, Inc. +1 877 267 3699 atau hubungi kami melalui email di customersupport@genesiswatertech.com untuk membahas aplikasi spesifik Anda.