Elektrolizery do elektryfikacji przemysłu
Całkowite zapotrzebowanie na wodę zasilającą do produkcji wodoru z elektrolizerami w celu elektryfikacji przemysłu w Holandii w 2050 roku
Zgodnie z Planem elektryfikacji dla przemysłu holenderskiego, całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną ma znacznie wzrosnąć do 2050 roku, ponieważ sektor przechodzi elektryfikację. Dodatkowa energia elektryczna wymagana do użytku przemysłowego może osiągnąć do 130 TWh do 2050 roku, zaspokajając 60% całkowitego zapotrzebowania przemysłu na energię. Stanowi to znaczny wzrost, około trzy do czterech razy większy od obecnego zużycia energii elektrycznej w przemyśle holenderskim. Osiągnięcie celów transformacji energetycznej i zrównoważonego rozwoju będzie wymagało pozyskiwania tej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł, takich jak zielony wodór.
Aby w pełni zaspokoić to zapotrzebowanie na zielony wodór, konieczne będzie wyprodukowanie do 6,5 miliona ton rocznie, co wymaga 75 GW mocy elektrolizy. Z kolei ta musiałaby być zasilana przez równoważną moc energii odnawialnej, taką jak morska energia wiatrowa. Na przykład Holandia dąży do 70 GW mocy wiatrowej na morzu do 2050 r., co ściśle odpowiada zapotrzebowaniu na energię do produkcji zielonego wodoru.
Oprócz energii elektrycznej, produkcja zielonego wodoru wymaga znacznych ilości wody jako surowca. Aby osiągnąć ten cel, potrzeba około 60 milionów m3/rok wody ultraczystej, co odpowiada 80 milionom m3/rok wody pitnej. Dla porównania, obecne roczne zużycie wody w Holandii wynosi około 1200 milionów m3, przy czym konsumenci zużywają 800 milionów m3, a przemysł 400 milionów m3, głównie jako wodę pitną.
Koncepcja wody deszczowej: oczyszczona woda deszczowa jako woda zasilająca elektrolizer w celu wsparcia produkcji zielonego wodoru
Produkcja zielonego wodoru wymaga znacznych ilości wody jako surowca. Aby osiągnąć ten cel, potrzeba około 60 milionów m3/rok wody ultraczystej, co odpowiada 80 milionom m3/rok wody pitnej.
Aby zminimalizować wpływ produkcji wodoru na istniejące zaopatrzenie w wodę, można rozważyć alternatywne źródła, takie jak woda powierzchniowa, woda gruntowa lub woda morska. Innowacyjnym rozwiązaniem jest koncepcja Hemelwater, która polega na wykorzystaniu oczyszczonej wody deszczowej jako wody zasilającej elektrolizery. To podejście, już szeroko stosowane w szklarniach, oferuje wiele zalet w zakresie produkcji zielonego wodoru. Wykorzystanie wody deszczowej zmniejszyłoby zapotrzebowanie na wodę pitną, oszczędzając ją do niezbędnych zastosowań. Ponadto woda deszczowa jest naturalnie miękka i zawiera mniej rozpuszczonych substancji stałych w porównaniu z wodą z kranu, co sprawia, że jej oczyszczanie jest łatwiejsze i bardziej opłacalne.
Zakład o mocy elektrolizera 1 GW wymagałby około 1,1 miliona m3/rok wody zasilającej. Biorąc pod uwagę, że Holandia otrzymuje średnioroczne opady deszczu wynoszące 75 cm, obszar zbierania wody deszczowej wynoszący 1,5 km2 wystarczyłby dla takiej instalacji. Aby zaspokoić zapotrzebowanie na wodę zasilającą cały cel produkcji zielonego wodoru, wymagany byłby całkowity obszar zbierania wynoszący około 106 km2, co odpowiada mniej więcej połowie powierzchni Amsterdamu.