从空气中提取水在沙漠制绿氢，到底合算吗

撰文 | Sueyl

编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》的第143篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

全球正在掀起一场寻找“绿氢”的竞赛。特别是自然资源匮乏的日本和急着摆脱俄罗斯能源依赖的德国，更是把目光投向了中东和澳大利亚等有广阔沙漠地带的国家。

为什么这些国家喜欢在沙漠地带寻找绿氢呢？

这是因为绿氢是指利用可再生能源（主要是风电和太阳能光伏）分解水得到的氢气。但产生1公斤绿氢，需要50度左右的电，电价占据了绿氢的主要成本。

沙漠地带不仅有广阔便宜的土地，而且拥有充足的日照阳光，通过太阳能电池板，可以获取大量便宜的电力，这大大降低了绿氢获取的成本。

图片来源于网络

但万事不可两全，沙漠虽然有阳光，但缺少水。而制氢1公斤的绿氢除了需要电之外，还需要9升（约9公斤）的水。沙漠制氢，水从何来？这是一个很大的难题。

一家澳大利亚初创公司Aqua Aerem，给出了答案——从空气中生产水。

Aqua Aerem，拉丁文的意思是 "水空气"，它是沙漠制氢项目（Desert Bloom Hydrogen）的倡导者，也是空气制水专利技术的发起者。

这个项目被称为是世界第一个仅使用离网可再生能源和空气中的水源来生产和销售绿氢的项目。在新加坡Sanguine lmact投资集团的支持下，Desert Bloom Hydrogen项目投资110亿美元。

4月12日，日本大阪燃气（Osaka Gas）公司宣布要加入这个项目，并签署联合开发协议。据悉，该项目全面投产后每年将生产约41万吨绿色氢气。大阪燃气将协助敲定客户，就此项目的氢气销售进行谈判。

Aqua Aerem首席执行官Gerard Reiter表示，Desert Bloom Hydrogen是澳大利亚最先进的绿氢项目，而合作伙伴大阪燃气的支持，将使得项目管理、工程和技术方面获得了优势。

该项目的目标是五年内生产成本降到低于每公斤2美元，接近澳大利亚政府提出的“每公斤氢气降到2美元”的目标。

从空气中生产水，这到底是一项什么技术？从成本上看，是否真的合算？

来源：Aqua Aerem

01

沙漠中绽放氢气

Desert Bloom项目，是使用吸收器从干旱的空气中捕捉水分这种创新的方式和成熟的技术，在不影响水资源的情况下生产商业数量的绿色氢气，大大降低了生产绿色氢气的资本和运营成本，产生的废物为零。 

该项目位于澳大利亚北领地坦南特克里克，这是一个距离沿海城市达尔文近 1,000 公里的小镇。这里拥有世界上最高的太阳辐射，年日照量为2922KWh/m2，毗邻主要的管道、铁路和公路运输基础设施，可直接通往达尔文港，这里是通往亚洲主要市场的最直接出口路线。

Aqua Aerem公司表示，与其增加成本相比，在 107.5 亿美元的计划中，空气制水实际上将比替代方案更便宜。

图片来源于网络

总共10GW的沙漠绽放氢气项目，在第一阶段400兆瓦开工之前，将在明年开始进行初步的8兆瓦测试。2023年开始商业化生产绿色氢气。2027年完成后，该项目将生产约41万吨绿色氢气，价格低于2美元/公斤，使其在成本上与由未燃烧的化石燃料制成的灰色氢气相比具有竞争力。

澳大利亚北领地的电力公司 Territory Generation打算从项目的初始阶段购买氢气，并用它在附近的 Tennants Creek 镇的燃气发电厂发电。这将是一种昂贵的发电方式，因为将电力转换为氢气并再返回的往返效率通常约为30%，这意味着100度电电解的氢气再发电只能得到30度电。

从长远来看，开发商的目标是利用现有的天然气管道将其氢气输送到达尔文，然后出口到亚洲，当地的氨生产也在考虑之中。

02

沙漠收集水的技术

Aqua Aerem在其网站上表示："全球宣布的大多数绿色氢气项目都位于干旱和水资源紧张的国家，但没有明确的战略来获得必要的水。"即使是那些位于目前不缺水地区的项目，也很少关注如何在项目的生命周期内可靠地获得水。”

Aqua Aerem的专有制水技术是由可再生的太阳能驱动的，为水的紧缺提供了急需的解决方案。迄今为止，因为缺少水源已经限制了全球能源转型所需的大量绿色氢气的生产。

大部分人都可能认为沙漠是干旱的，水源很少，但其实沙漠的空气中的水含量（即湿度），在最干燥的10月份仍然能达到平均23%，在1月份能上升到45%。

通过冷凝从空气中提取水，将温暖的空气吸入机器并冷却，直到水蒸气达到露点并变成液体。

Aqua Aerem的空气-水技术，由离网的太阳能驱动，克服了多年来阻碍全球可再生氢气生产的水供应问题。该项目将由一系列模块化、便携式的2兆瓦集装箱模块——氢气生产单元（HPU）组成，这些模块利用光伏电池板、聚光抛物面太阳能热水器、获得专利的空气对水设备和电解槽——从而产生水、热、电和氢。

来源：Aqua Aerem

Desert Bloom项目在其高峰期将包括大约4000个HPU。

每个HPU都是一个独立的单元，可以独立于其他单元运行，这意味着它们可以共处一地，也可以单独设置。

此外，HPU和配套的电解槽都是集装箱式解决方案，使得它们能够远程制造，并通过铁路或公路轻松运到所需地点。

关键设备的模块化性质提供了广泛的灵活性，以处理施工和运营期间出现的问题。它还允许在必要时将设备转移到新的地点。这是其他大型氢气项目的一个主要优势，这些项目需要在支持基础设施上进行大量资本投资。

Aqua Aerem 还在与其他潜在合作伙伴讨论购买其绿色氢以及能源、化学、采矿、运输和航空行业的合作机会。投资方正在将该项目的规模扩大到 20GW，以满足对绿色氢的快速发展的需求。

该项目也得到了当地政府的大力支持。据报道，这个重大项目也将极大地推动当地经济发展，在建设期间将创造约1000个就业岗位，一旦投入运营，还将创造120个就业岗位。

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参考资料：

[1]https://www.aqua-aerem.com/about

[2]https://www.rechargenews.com/energy-transition/is-extracting-water-from-air-the-cheapest-option-for-desert-based-green-hydrogen-projects-/2-1-1201994

[3]https://www.rechargenews.com/energy-transition/extracting-water-from-desert-air-unique-10gw-green-hydrogen-project-set-to-begin-construction-in-2022/2-1-1122086

[4]https://impact.economist.com/sustainability/projects/the-future-of-hydrogen/cn/financing-green-hydrogen-Start-with-the-obvious.html

[5] 财联社：价值超百亿美元！Aqua Aerem与大阪燃气开发澳大利亚绿氢项目

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