9037

ارزيابي چرخه حيات فرآيند هاي توليد هيدروژن

كارشناسي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

1402

سوسن روشن ضمير

1403/02/03

مهندسي شيمي، نفت و گاز

Life cycle assessment of processes for hydrogen production

در دهه‌هاي اخير، اهميت استفاده از سوخت‌هاي پاك و ‌تجديد پذير به‌منظور كاهش اثرات زيست‌محيطي و كاهش وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي، به‌شدت بيشتر شده است. هيدروژن به‌عنوان يك منبع انرژي پاك و قابل‌توليد از منابع تجديدپذير، به‌عنوان يكي از گزينه‌هاي جذاب در جهت تحقق اين هدف مطرح‌شده است. در اين پژوهش در ابتدا به بررسي فرآيندهايي مانند ريفرمينگ متان با بخار آب ، اكسايش جزئي اكسيژن ، ريفرمينگ خودگرمازا ، استفاده از زيست توده و الكتروليز آب براي توليد هيدروژن پرداخته شده است. در شروع شبيه سازي دو فرآيند پايدار محيط زيستي و اقتصادي، ريفرمينگ بخار متان (SMR) و الكتروليز تركيبي (توليد مشترك حرارت و قدرت) آب، با استفاده از Aspen Hysys انجام شد. در فرآيند ريفرمينگ بخار متان و در فرآيند الكتروليز تركيبي به ترتيب، 36/54 مگاژول و 144/10 مگاژول انرژي به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن توليدي مصرف شد. نتايج حاصله از جهت انرژي مصرفي و مقدار هيدروژن توليدي با اطلاعات ديگر محققين مقايسه گرديد و همچنين نتايج شبيه سازي در تحليل محيط زيستي از روش چرخه حيات زيست محيطي (LCA) استفاده شد. اين ارزيابي با استفاده از نرم افزار SimaPro و با در نظر گرفتن ورودي هاي نرم‌افزار از قبيل: انرژي مصرفي، ميزان مصرف مواد خام، انتشار آلاينده‌ها روي دو فرايند ريفرمينگ بخار متان (SMR) و الكتروليز آب با انجام شد. المان اصلي مقايسه، پتانسيل گرمايش جهاني فرآيندها در نظر گرفته شده كه پس از انجام ارزيابي چرخه حيات مشخص شد كه فرايند الكتروليز آب 30/6 كيلوگرم دي‌اكسيد كربن به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن توليد مي‌كند، در حالي كه فرايند ريفرمينگ متان با بخار آب با رد پاي محيط زيستي كمتري همراه است و 11 كيلوگرم دي‌اكسيد كربن به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن توليد مي‌كند. يكي از روش‌هايي كه ميتواند باعث كاهش ردپاي كربن و در نتيجه كاهش اثرات گاز گلخانه‌اي شود جداسازي و ذخيره‌ كربن CCS است.

توليد هيدروژن ، ارزيابي چرخه حيات ، الكتروليز آّب،ريفورمينگ متان