Одной из наиболее актуальных проблем производства водорода является его высокая энергоемкость, что в значительной степени нейтрализует экологические и энергетические преимущества водорода.
Автор провел анализ энергетической и экологической эффективности производства водорода в условиях действующих систем и в условиях термодинамически идеальных моделей (ТДИМ) методами электролиза и пароводяной конверсии природного газа (ПВК) в границах действующих замкнутых теплотехнологических комплексов (ЗТТК).
Сравнительный анализ уровня энергоиспользования и прогноз резерва интенсивного энергосбережения проводится на основе критериев энергетической эффективности.
Критерии энергоиспользования и энергетической эффективности включают:
а) Энергоемкость действующей технологии производства водорода
кг у.т./м3 (Н2):
где:
– видимый удельный расход природного газа в качестве сырья, м3/м3 (Н2);
- энергоемкость природного газа, кг у.т./м3;
bT – видимый удельный расход топлива, м3/м3 (Н2);
- удельная энергоемкость видимого расхода топлива, кг у.т./м3;
gводы – видимый удельный расход воды, м3/м3 (Н2);
- энергоемкость воды, кг у.т./м3;
eЭЭ – удельный расход электроэнергии, кВт·ч/м3 (Н2);
- энергоемкость производства электроэнергии, кг у.т./(кВт·ч);
vOK – видимый удельный расход окислителя, м3/м3 (Н2);
- удельная энергоемкость окислителя, кг у.т./м3;
- удельный расход первичного природного топлива, замещаемого производимым водородом, кг у.т./м3(Н2);
- удельный расход замещаемого первичного природного топлива, определяемый в связи с производством внешней энергетической продукции, кг у.т./м3(Н2);