Küresel karbonizasyon arayışı, enerji taşıyıcıları için çok yönlü bir yakıt olarak ortaya çıkan hidrojenle, endüstri ve enerji üretimi için çok yönlü bir yakıt oluşturuyor. Ancak, hidrojenin üretim yöntemine bağlı olarak, çoğu hidrojen, büyük ölçekli, emisyonsuz bir hidrojen üretimi için güçlü bir temel sunuyor.

Geotermal Enerji Nedir?

Geotermal enerji, Dünya'nın kabuklarında depolanan termal enerjidir, gezegenin oluşumundan ve minerallerin radyoaktif çürümesine neden olur. Bu ısı, sıcak su veya buharın yeraltı rezervuarlarına, genellikle 1 ila 3 kilometreye kadar elektrik derinliğine sahiptir: düşük sıcaklık (<90°C) for direct heating, medium-temperature (90–150°C) for binary cycle power plants, and high-temperature (>) Geleneksel buhar türbinleri için.

Geotermal kaynaklar eşit olarak dağıtılmıyor; tomonik plaka sınırları, volkanik bölgeler ve rift bölgeleri ile yoğunlaşıyor. Pasifik Ateşi, Doğu Afrika Rift ve İzlanda'da ilerlemeler, daha büyük enerji tasarrufu sağlayarak, küresel olarak büyük kaynakları küresel olarak aydınlatıyor.

Hidrojen Üretim Yöntemleri

Hidrojen birincil enerji kaynağı değildir, ancak diğer bileşiklerden üretilecek bir enerji taşıyıcısı değildir. ana üretim yöntemleri şunları içerir:

  • [FONT:0]Steam Methane Reformu (SMR): [DFLT:1) Doğal gaz ve buharı hidrojen ve CO2'ye dönüştürür, ancak 9-12 kg CO2'yi kg H2'ye çıkarır.
  • [FONT:0]Coal Gasification: [Dönetici: SMR'ye benzer ama kömürden daha yüksek emisyonlar bile nadiren sürdürülebilir olarak kabul edilir.
  • [FONT:0]Electriz: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 0,3) ve oksijen (O2) elektrik kullanılarak elektrik kullanılarak, hidrojen “yeşil” veya "yenilenebilir hidrojen” olarak adlandırılır: 3 ana elektrolizer tipi vardır: [[FONTD:2).
  • [FONT=0)Polymer Electrolyte Membran (PEM): [Dönetici:0) Daha verimli, kompakt ve dinamik yanıt, ancak pahalı katalizörler (platinum, iridium). Operates 60-80°C.
  • [FONT:0)Solid Oksit Electrol (SOE): ) Yüksek sıcaklıklarda Operates (700-1.000°C), daha yüksek elektrik verimliliği elde etmek, çünkü bazı enerji girdileri ısıtılabilir.
  • [FONT:0]Thermokimyasal Lisanslar: [DDD: 1) Suyı bölmek için ısıyı doğrudan kullanmak, elektrik olmadan. Çok yüksek sıcaklıklar için uygun (>800°C) yoğun güneş veya gelişmiş jeotermal. hala R&D.

    • Jeotermal entegrasyon için, elektroliz -özellikle yüksek sıcaklık SOE - en doğrudan sinerji. Geoterm ısı, buhar nesli ve ön ısıtma için gerekli olan termal enerjiyi sağlayabilir, elektrolit sürecinin elektrik talebini azaltır ve genel sistem verimliliğini artırabilir.

    Geoterm-Driven Electrol

    Bütünleşme Nasıl Çalışır

    Jeotermal tabanlı hidrojen üretim tesisinde, jeotermal kaynak iki rol hizmet eder: elektroliz gücü güce ve elektroliz işlemi kendisi için doğrudan ısı tedarik eder (özellikle SOE için). Tipik bir kurulum içerir:

    1. Geoterm sıvı (brine veya buhar) rezervuardan üretim kuyuları yoluyla çıkar.
    2. Akış ısı değiştiricisi veya doğrudan elektrik üretmek için bir jeotermal enerji santralinde bir türbin geçer. İkili döngü bitkilerinde, jeotermal brine ısıları, buharlı ve bir tür döndürürler dönen ikincil bir çalışma sıvısı.
    3. Jeotermal ısının bir kısmı da ısı öncesi su için kullanılabilir veya elektrolizeri en uygun sıcaklıkta korumak, genel verimliliği artırmak için kullanılabilir.
    4. Jeotermal bitkiden elektrik elektrolizer yığınına beslenir, ki suyu hidrojene ve oksijene böler.
    5. Hidrojen daha sonra sıkıştırılır, depolanır veya yakıt hücreleri, endüstriyel süreçler veya sentetik yakıtlar için bir yemleme olarak taşınır.

    Düşük maliyetli sıcaklık jeotermal kaynaklar için (100-200°C), alkali veya PEM elektrolizerler en uygun olanıdır. Yüksek sıcaklık jeotermal kaynaklar (>250°C), SOE, Kaliforniya'daki Geysers% 80-70 (düşük ısıtma değeri) ile kıyasla ısıyı elde edebilir.

    Verimlilik ve Maliyetleri

    Jeotermal tabanlı elektrolizden hidrojenin seviyesi birkaç faktöre bağlıdır: jeotermal bitki sermayesi maliyeti, operasyon ve bakım, elektrolizer maliyeti, elektrik fiyatı ve elektrolizer'in pahalı dönüşüm verimliliği için ihtiyacından kaçınır. Erken çalışmalar, jeotermal enerji laboratuvarının altında yeşil hidrojenin rekabetçi olabileceğini öne sürerse, özellikle de jeotermal hidrojenin ortalama 2,5 $ 'ın altındaki maliyetinin düşük olduğunu belirtti.

    Geoterm Enerjiyi Hidrojen Üretimi için Kullanımının Avantajları

    Hidrojen üretimi ile jeotermal enerji birleştirmek, diğer yenilenebilir hidrojen yollarının sınırlarını ele alan birçok eşsiz fayda sunar.

    • [FONT:0)Yenilenebilirlik ve sürdürülebilirlik:[Dönetici: 0,4] Geotermal enerji neredeyse insan zaman ölçeklerinde tükenmezdir. Uygun bir şekilde yönetilen rezervuar, on yıllardır üretime devam edebilir. Biyokütmelerin aksine, ilk delme aşamasının ötesinde arazi veya su kaynakları için rekabet etmez ve arazi ayak izi neredeyse güneş veya rüzgar çiftliklerinden daha küçükdür.
    • [FONT:0) Düşük Emisyonlar ve Çevre Etkisi: Geotermik enerji santralleri, MWh başına doğal gaz santralinin CO2'sinin sadece% 5'ini yayıyor ve genellikle elde edilemez gazlar olmadan hidrojen üretebiliyor.
    • [FONT:0) Sürekli Hidrojen Üretimi içinBaseload Power: Elektrolyzers, sürekli olarak hidrojen depolama ve boru hattı planlama altında en verimli şekilde çalışır; intermittent güneş veya rüzgar nedeniyle sık sık sık bisiklet, sürekli olarak öngörülebilir güç sağlar ve hidrojenin etkili maliyetini azaltır.
    • [FONT:0) Yüksek Enerji Verimliliği Doğrudan ısıyı kullanırken: Yüksek sıcaklık jeotermal kaynakları, doğrudan ısı geçişi için SOE veya termokimyasal çevrimleri için ısıyı minimum elektrik dönüşüm kayıpları ile yakıta dönüştürebilir. Bu ko-prodüksiyonu genel kaynak kullanımı geliştirir. Elektrik için yüksek derece ısıyı elde edebilir, sonra ısıyı daha düşük ısıyı ön ısıtma veya bölge ısıtma için daha düşük ısıya kullanabilir.
    • [FONT:0) Elektrik ve Hidrojenin Boyutlu Çıkışı: Birçok jeotermal proje zaten elektrik üretiyor.Bu operasyonel esneklik, düşük veya ağ talebinin yapıldığı zaman, bitki ekonomik yük olarak hizmet edebilir.
    • [FONT:0)Redük Su Tüketimi: [Döntilmiş Su Tüketimi: [Döntilmiş Su Tüketimi: [Döntilmiş Su Tüketimi:[Döntilmiş Su Tüketimi:[Döntilmiş) Fosil yakıt hidrojen üretiminden farklı olarak, bu, buharlı su üretimi ve soğutma için su kullanan, jeotermal elektrolizlerden su kullanan bazı jeotermal bitkiler, elektroliz buharı kullanarak su kullanan ısıtılır.

    Meydanlar ve Gelecek Prospects

    Current Hurdles

    Sözcülüğe rağmen, jeotermal hidrojen üretimi yaygın dağıtım için ele alınması gereken birkaç engelle karşı karşıyadır.

    • [FONT:0) Yüksek Önde Sermaye Maliyetleri: [Dönesel Olarak · · 8] Katı madde ve jeotermal bitki inşa etmek, önemli risk ve masraf gerektirir - her zaman 5-10 milyon dolar, proje belirsizliği ek olarak, elektroliz ve hidrojen sıkıştırma mekanizmalarının yanı sıra, hükümet kredisi garantileri veya başarısızlar için sigorta gibi, özel yatırım çekmek için gerekli.
    • [FONT=0]Geografik Constraints:[Dönetici: Yüksek kaliteli Hidrotermal kaynaklar, genellikle hidrojen talep merkezlerinden uzaktır. Ulaşım hidrojen boru hattı veya amonyak olarak, [DGS teknolojisi, sıcak kaya ile bölgelere erişilebilir kaynakların genişletilebilir olduğunu tahmin ediyor, ancak Avrupa'nın batı ABD veya bölgelerindeki yüksek kaliteli hidroelektrik bölgeleri gibi.
    • [FONT=0)Water ve Brine Management: [Dönetici:[Dönetici:0) Hidro ve Brine Yönetimi: [Döneticileri, Jeotermal sıvıları genellikle rezervuar baskısını korumak ve sübvansiyonelleri önlemek için dikkatli bir yönetim gerektirir, ancak ölçeklendirme ve sismik riskleri önlemek için dikkatli bir yönetim gerektirir.
    • [FONT:0) Yüksek Sıcaklıklarda Tamamenzer İntegra: [Dönergeler: [Dönetici:0)Zengin ve PEM teknolojilerinin daha kısa ömürler ve daha yüksek bozulma oranları nedeniyle daha kısa süreli ve daha yüksek bozulma oranlarına sahip olması, Jeotermal buhar koşullarına ve uzun süreli operasyona dayanabilecek sağlam mühürler geliştirmesi gerekir.
    • [FONT:0)Yönerge ve İzin Verme Meydanları: [Dönetici:0) Geotermal projeler uzun süren çevresel inceleme süreçleri, arazi kullanımı çatışmaları (örneğin, ulusal parklarda veya yerli topraklarda), ve karmaşık su hakları düzenlemeleri için gerekli olan temel karbon muhasebe standartları.

    Future Yol ve Araştırma

    Jeotermal hidrojen için bakış, teknolojik yenilikler ve politika desteği nedeniyle gelişiyor.

    • [FONT:0)Enhanced Geoterm Systems (EGS): [DGS: [DGS: 1] Doğu ABD, Avrupa ve Asya'nın bazı bölgelerindeki JGS'yi teşvik ederek, EGS'yi ticari olarak uygulanabilir hale getirmek için sondaj ve uyarı teknolojileri geliştirebiliyor.
    • [[Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri, lazer sondaj, plazma sondaj ve alt delikli sondaj türbinleri ile ilgili teknolojiler, sondaj maliyetlerini azaltmak ve erişilebilir derinlikleri artırmak için tasarlanmıştır. Lower delmesi, jeotermal hidrojen santralleri için önemli ölçüde daha düşük olacaktır.
    • [FONT=0)Hybrid Geoterm-Solar Systems: Güneş enerjisi (CSP) ile takviyeli jeotermal ısıyı termokimyasal hidrojen üretimi için son derece yüksek ısı sağlayabilir. Güneş alanı, jeotermal ısıyı güneşli saatler boyunca desteklerken, jeotermal enerjileri ile yıl boyunca temel yük sağlar.
    • [FONT:0]Geoterm Hidrojen Hubs: [DolT:1] İzlanda, Yeni Zelanda, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri (özellikle de Geysers bölgesinde ve Imperial Valley), jeotermal elektrik, elektroliz ve hidrojen depolamasını sağlayan bölgesel hidrojen merkezleri araştırıyor. Örneğin, İzlanda [ENFLT:2).IEA Hidrojen[DDDDDDDDDDD) Yunanistan'da düşük maliyetli enerji miktarı zaten hidrojeni kullanarak pilot projeler destekliyor.
    • [FONT:0)Policy ve Karbon Fiyatlandırması: ABD'deki Enflasyon Azaltımı Yasası, Avrupa Birliği ve Japonya'daki benzer teşvikler ile ekonomik olarak rekabetçi hale getirmek, jeotermal hidrojen projelerindeki yatırımları teşvik etmek için büyük olasılıkla.

    Çevre ve Sosyal Bakışlar

    Jeotermal hidrojenin yeniden sorumlu olması gerekir. EGS operasyonlarından kaynaklanan sismiklik endişe vericidir, ancak dikkatli izleme ve düzenleme riskleri azaltabilir. Elektrolysis için su kullanımı yerel su erişilebilirliği ile dengelenmelidir; jeotermal kondensate veya tedavi edilen belediye atıksu kullanarak temiz su taleplerini azaltılabilir.

    Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

    Geotermal enerji yeşil hidrojen üretimi için eşsiz ve düşük karbonlu bir temel sunar. Sürekli çıktı verimli, yuvarlak saat elektroliz sağlar, yüksek sıcaklık kaynakları, yüksek ısıtımı, yüksek ısıtımı gibi sektörler için doğrudan ısı tedarik edebilir.

    Teknoloji henüz ticari ölçekte olgun değil, ancak EGS, sondaj, yüksek sıcaklık elektrolizerlerde devam ediyor ve destekleyici politikalar hızla maliyet boşluğunu kapatıyor. Araştırma, ve altyapı, jeotermal hidrojen, bir küresel hidrojen ekonomisine daha yakın bir adım atabiliriz. Önümüzdeki on yıl boyunca, bu umut verici sinerjinin teknik ve ekonomik fizibilitesini gösterecek.

    [FONT:0)Related Resources:[Dönemli Kaynaklar:[Dönemli: 1)

    • [0]U.S. Enerji Bölümü - Geoterm Temelleri[Dönemli: 1 )
    • [0]IEA – Hidrojen (2019)'nin Geleceği).
    • [FONT:0)NREL – Geoterm Hidrojen Üretimi Maliyet Çalışması).