Tiêu thụ nước, khí thải và chi phí sản xuất hydro

🟦 1) Hydro xanh

• Hydro xanh được sản xuất thông qua quá trình điện phân sử dụng điện tái tạo.
• Năm 2021, giá thành là 3,1–9,0 €/kg, đắt hơn hydro xám hoặc xanh lam.
• Sản xuất hydro xanh cần lượng nước tương tự (10-19 l/kg) so với hydro xám hoặc xanh lam được sản xuất từ ​​khí tự nhiên.

🟦 2) Hydro xám

• Hydro xám được sản xuất từ ​​khí tự nhiên hoặc than đá, tạo ra lượng khí thải nhà kính cao.
• Chi phí sản xuất hydro xám là 1,0–3,0 €/kg vào năm 2021.
• Lượng nước sử dụng để sản xuất hydro xám từ khí tự nhiên là khoảng 13–18 l/kg H2.

🟦 3) Hydro xanh

• Hydro xanh được sản xuất từ ​​khí tự nhiên hoặc than đá, với lượng khí thải CO2 thu được và lưu trữ dưới lòng đất hoặc được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới.
• Chi phí trung bình để sản xuất hydro xanh là 1,5–3,2 €/kg vào năm 2021,

Lượng nước sử dụng vào khoảng 13 đến 18 l/kg H2 từ khí thiên nhiên có CCS và 41–86 l/kg từ than có CCS).

🟦 4) Hydro đỏ

• “Hydro đỏ” được sử dụng khi các thiết bị điện phân được cung cấp năng lượng bằng năng lượng hạt nhân hoặc nhiệt thải từ các nhà máy điện hạt nhân, hầu như không tạo ra khí thải CO2.
• Năm 2021, chi phí của hydro đỏ là 3,3–6,8 €/kg H2, rẻ hơn một chút so với hydro xanh nhưng đắt hơn nhiều so với hydro xám và xanh.
• Nước dùng để làm mát lò phản ứng hạt nhân là 414 l/kg, cao hơn nhiều so với nước dùng trong các phương pháp sản xuất khác.

🟦 5) Hydro vàng

Hydro vàng được sản xuất bằng điện lưới, nhưng lượng khí thải sẽ cao với hỗn hợp điện hiện tại của Đức.

• Chi phí và lượng nước sử dụng cho hydro vàng thay đổi tùy theo hỗn hợp điện.

🟦 6) Hydro màu ngọc lam

• Hydro màu ngọc lam được sản xuất bằng cách sử dụng nhiệt để phân tách mêtan trong một quá trình được gọi là nhiệt phân. Lượng khí thải có thể rất thấp nếu cacbon rắn được tạo ra được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có thời gian sử dụng lâu dài.
• Hydro màu ngọc lam có giá 1,5–4,9 euro/kg H2, không bao gồm chi phí xử lý cacbon dư thừa.
• Lượng nước sử dụng cho nhiệt phân mêtan là tối thiểu, với các hệ thống hiện đại sử dụng ít hơn 5 l/kg hydro.

🟦 7) Các dẫn xuất hydro

• amoniac,
• mêtan,
• metanol,
• hydrocarbon lỏng,
• Điện-thành-khí (PtG) → sản xuất các dẫn xuất khí,
• Điện-thành-lỏng (PtL) → sản xuất các dẫn xuất lỏng.

🟦 8) Lượng hydro sử dụng trên toàn cầu tính bằng triệu tấn và Terawatt-giờ (trong ngoặc đơn)

1- Lọc = 40 triệu tấn (1.320 TWh)

2- Tổng hợp amoniac = 34 triệu tấn (1.122 TWh)

3- Sản xuất metanol = 15 triệu tấn (495 TWh)

4- Khử trực tiếp sắt = 5 triệu tấn (165 TWh)

5- Khác = 1 triệu tấn (33 TWh)

🟦 Lượng hydro sử dụng

• Công nghiệp: Thép
• Vận tải: Xe ô tô chạy bằng pin nhiên liệu hydro
• Hàng không: Làm nhiên liệu
• Vận chuyển: Làm nhiên liệu
• Ngành điện: Lưu trữ
• Tòa nhà: Sưởi ấm

Source : Wurbs, Sven/ Stöcker, Philipp/ Gierds, Jörn/ Stemmler, Christoph/ Fischedick, Manfred/ Henning, Hans-Martin/ Matthies, Ellen/ Pittel, Karen/Renn, Jürgen/ Sauer, Dirk Uwe/ Spiecker genannt Döhmann, Indra: “How Important Will Hydrogen be in the Energy System of the Future?” (In a Nutshell!), Series on “Energy Systems of the Future” (ESYS), 2024, DOI: https://doi. org/10.48669/esys_2024-7.