整合太阳能、海水淡化与电解

太阳能电力促进了受到清洁能源可用性和成本强烈影响的技术的发展与部署。海水淡化和水电解制氢的经济性主要受能源成本支配，便宜的太阳能可用性为淡化和电解槽行业创造了市场并提供了激励。本文重点关注从海水中生产高纯度水和氢气。目前的电解槽需要去离子水，因此需要与淡化设备连接。研究表明，这种耦合在氢气生成方面是具有成本效益的，并且它还可以为热海水淡化带来好处，因为后者可以利用来自电解的废热。此外，当电解槽在高电流密度下运行、使用低成本的太阳能和/或风电时，这种耦合可以得到优化，因为这种操作同时增加了氢气的生产和热量的生成。聚合物电解膜电解槽的技术经济模型结果定义了电价、电流密度和操作温度的阈值，使得清洁电解氢的成本能与蒸汽甲烷重整（SMR）生产的氢气具有竞争力。通过使用2020年加利福尼亚州和德克萨斯州的每小时电价，估计在耦合的淡化−电解槽系统中，氢气的生产成本接近每千克2元H₂，达到了与SMR生产的氢气的成本平价。