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氢能崛起将为全球水处理市场带来的机遇

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发表时间:2022-10-19 08:38来源:安盟AmaneAdvisors
文章附图

序言

随着国家对碳中和战略目标的进一步实施,氢能,尤其是生产和使用中“零”碳排放的绿氢,将会有更广阔的应用和潜力。

绿氢来源于纯水的电解,因此纯水处理技术,例如膜、电解ED/EDI将作为核心工艺得到更多的应用。

同时,市政回用水和海淡水作为目前全球主流的电解水源,也将会为市政回用和海水淡化的市场带来新的机遇。

引言

未来十年,中国将同全球一起,打响碳排放的攻坚战。

如果要在2030年之前实现《巴黎协定》设立的1.5℃的控温目标,我们必须按照五倍于目前12%的年均脱碳速度,才可以按时实现低碳经济的转型。

发改委近期也出台了氢能的中长期规划,明确了氢能作为低碳经济的重要清洁能源,将成为碳中和举足轻重的一环。

绿氢将成为未来低碳社会最具潜力的清洁能源

氢能具有能量密度大、热值高、储量丰富、来源广泛、转化效率高等特点,是清洁的二次能源。

可以用于发电以及高热值的进料,减少发电行业和钢铁行业的碳排放。并且,氢气在化工领域占据了半壁江山,主要用于合成甲醇和合成氨。使用绿氢也可以降低化工企业的碳排放。

并且不同于其他清洁能源可再生能源不稳定以及长距离输送的难题(例如风电、光伏、水电等),氢能可以作为高效的储能载体,可以实现大规模跨季节储存、运输,也因此被认为是最具有应用前景的能源之一。

氢能的制造工艺多样,例如水电解产生的绿氢、天然气转化而成的蓝氢、煤炭转化而成的棕氢等等 (下图)。但唯独绿色氢能,由电力电解水所制备的氢气,从生产到消费全过程碳排放量几乎为零,从而被冠以绿氢的称号,也是未来低碳经济最具潜力、最环保的清洁可再生能源。

纯水处理工艺作为电解的必要步骤,将推动纯水技术的进一步应用和发展

绿氢的制造过程主要来源于水的电解以及光伏风力等清洁能源制造出来的氢气。为了确保电解的质量并且保障电极的寿命,一般都会采用纯水甚至超纯水作为原材料。例如某绿氢生产项目对除盐水的要求是电阻率大于10万Ω.cm。因此纯水处理技术,例如膜技术、电解ED/EDI技术,也是绿氢生产工艺技术中的核心一环。

海水淡化水和市政回用水作为目前主要水源,也将迎来新的市场机遇

由于绿氢对水源的品质和水量要求较高,需要大量的水源提纯后,再用于电解。

目前,按照全球新建的绿氢项目的体量,将会需要每天130万吨的纯水用于电解。预计到2050年,以400立方米水量/(人均*年)的平均值计算,一年氢的生产总量相当于一个人口为6200万的国家的年用水量。

因为用水量较大,目前全球大多数项目不会直接采用地表或者地下原水,防止对当地水资源供给造成过大的压力,所以往往采用二次水源,例如海水淡化水和回用水。

目前主流的水源来自海水淡化和回用。根据GWI数据,全球40%的新建绿氢项目采用海水淡化作为原水,27%的项目采用市政或工业回用水(市政回用水由于项目体量更大、主要位于发达城市、并且水质更好,相较于工业回用水更受青睐)。

在滨海地区,参考中东国家,较多以海淡水作为电解水源。如果是内陆地区会更多依靠市政回用水,经过处理后即可作为电解水源,例如澳大利亚内陆和欧洲内陆等国家和地区。

比如中石化新建的新疆库车绿氢示范项目,是国内第一个大规模太阳能绿氢生产项目,出于成本和技术成熟度的考虑,使用市政自来水作为水源。并且当地政府也在规划新建市政回用水项目,进一步补充当地的用水资源。

结语

绿氢项目如果在未来得到更多的重视和利用,也将会为全球的纯水市场、市政水司和海水淡化行业带来更多的项目机遇和市场需求。

以膜法、ED/EDI为主的纯水技术、超滤和微滤为主流技术的市政回用水、以及以SWRO膜法为主的海水淡化技术也将得到更广泛的应用。