隨著全球氫能產業的擴張，專案區水壓力將明顯增加，缺水可能成為未來氫能產業發展的瓶頸。
近日，國際可再生能源署（IRENA）與行業研究機構Bluerisk聯合發布《全球製氫用水報告》（以下簡稱《報告》），指出目前主流製氫方式普遍消耗大量水，且隨著全球氫能產業的擴張，專案所在地區的水壓將大幅增加， 而缺水可能成為未來氫能產業發展的瓶頸。
製氫領域的用水量快**
報告顯示，目前世界主流製氫方式都需要用水，主要集中在製氫和冷卻兩大工藝中。 綠色氫氣主要通過電解光伏、風力發電等可再生能源的水來生產，藍氫需要用天然氣和水蒸氣重整製氫，煤氫需要用大量的水冷卻，而化石燃料製氫所需的碳捕集和儲存技術也需要大量的水進行冷卻， 吸附和純化。
其中，煤氣化製氫是目前耗水量最大、用水效率相對較低的方式。 資料顯示，煤氣化製氫工藝每生產1公斤氫氣需要消耗31公升水，如果配備碳捕集與儲存裝置，煤氣化製氫法每生產1公斤氫氣，用水強度可能增加60%左右，消耗量可達494公升。 例如，年產量為23這座7萬噸製氫廠，配備碳捕集與封存，每年可抽水1900萬立方公尺，足以支撐全市半年居民用水需求。
相比之下，每公斤藍色氫氣大約需要 32 個才能產生在生產2公升水時，鹼性水電解製氫工藝的耗水量估計為22在 3 公升時，質子交換膜 （PEM） 電解水產生的每 1 公斤氫氣的耗水量為 175公升，這是目前最節水的製氫方式。
隨著氫能產業的發展，到2024年，全球用於製氫的淡水取水量可能增長230%，達到73億立方公尺，佔能源產業的23億立方公尺4%。
水資源匱乏可能成為氫能發展瓶頸
報告指出，在氫能產業用水需求大幅增加的同時，全球水資源形勢不容樂觀，氫能產業用水量的增加很可能給製氫專案所在地帶來巨大的水壓力。
資料顯示，目前，全球約35%的綠青製氫專案規劃或建設在水資源壓力高的地區。 例如，在印度，預計到 2040 年，99% 的氫氣產能將建在極端缺水的地區。 在歐洲，許多計畫中的氫氣生產專案已經缺水，未來十年，水和能源部門之間的衝突可能會進一步公升級，估計有19%的綠色和藍色氫氣生產專案可能處於缺水狀態。
該報告的合著者。
1、蔚藍諮詢合夥人羅天一在接受中國能源報記者採訪時表示，因水源不足而放棄氫能專案的情況並不少見。 “澳大利亞有先例。 澳大利亞大部分地區是沙漠，只有沿海地區水資源比較豐富，但該國的農業和採礦業比較發達，耗水量巨大。 2022 年 5 月，由於水問題，澳大利亞能源公司 Kallis Energy Investments 放棄了在南澳大利亞州穆拉瓦塔納建設 6 吉瓦製氫專案的提議。 ”
用水應提前協調，確保氫氣安全
報告指出，目前，氫能發展已進入快車道，如果沒有全面、科學、嚴格的規劃和引導，在快速發展下將存在諸多隱患。 為了維持能源系統的正常執行，需要提前認識用水風險，通過加強跨部門協調來確保能源安全。
羅天義說：“現階段，製氫專案實際監測用水量很少。 建議能源行業及相關主管部門重視用水監測，在查明實際用水量後，能源行業及相關主管部門應統一用水標準，提前審核專案准入情況，監督執行水平。 特別是在水資源匱乏、生態環境相對脆弱的地區，更需要對製氫專案的用水量進行嚴格的審查和監督。 ”
此外，報告還提出，在製氫領域，選擇綠色氫氣、海水製氫、使用空氣冷卻、電解水提高製氫效率等，也有助於降低水壓，提高用水效率。
報告認為，目前主流的製氫方式綠氫消費相對較少，逐步淘汰煤製氫或天然氣製氫專案以及推廣綠色製氫技術可能會降低氫能行業的用水強度。 同時，海水製氫也可用於淡水資源稀缺但海水資源豐富的地區，如中東海灣地區。 在缺水地區，也可以用風冷代替水冷，降低用水強度。 此外，報告提出，應進一步加強電解水製氫技術的研發，通過政策刺激等方式加大投資規模，促進氫能技術創新，提高電解水製氫效率，進而降低用水強度。
文 |記者 李利民.