เมื่อเร็วๆ นี้ ระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า้าจากน้ำเสียที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันและก๊าซระดับ 100 กิโลวัตต์ ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีความปลอดภัยและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของบริษัทปิโตรเลียมแห่งชาติจีน (สถาบันเซินเจิ้น) และฉางชิ่งออยล์ฟิลด์ ได้ดำเนินการอย่างมั่นคงเป็นเวลากว่า 60 วันในซูลิเกก๊าซฟิลด์ แหล่งก๊าซแบบบูรณาการที่ใหญ่ที่สุดของจีนในแง่ของปริมาณสำรอง ความสำเร็จนี้แสดงถึงก้าวกระโดดที่สำคัญจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมในการใช้ประโยชน์จากน้ำเสียน้ำมันและก๊าซแบบเต็มโซ่สำหรับ "การลดมลพิษและการผลิตไฮโดรเจน" ในจีน ซึ่งเป็นเส้นทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซและการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ
เพื่อแก้ไขความท้า้าทายในอุตสาหกรรมเกี่ยวกับความยากและต้นทุนสูงในการบำบัดน้ำเสียที่มีความเค็มสูงและมลพิษอินทรีย์สูงจากการสกัดน้ำมันและก๊าซ ทีมงานของสถาบันเซินเจิ้น หลังจากทำการวิจัยอย่างทุ่มเทเป็นเวลาหลายปี ได้สร้างระบบทฤษฎีการเร่งปฏิกิริยาแบบไบโพลาร์และสามารถเอาชนะปัญหาคอขวดทางเทคนิคของความไม่เพียงพอของความเสถียรของวัสดุอิเล็กโทรดในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูงและมลพิษสูง ทีมโครงการได้พัฒนาอย่างเต็มโซ่ตั้งแต่ต้นแบบทางวิศวกรรมขนาด 20 กิโลวัตต์ไปจนถึงระบบบูรณาการระดับ 100 กิโลวัตต์ ระบบนี้สามารถใช้งานได้กับสถานการณ์การบำบัดต่างๆ รวมถึงน้ำที่ผลิตขึ้น น้ำแตกหัก น้ำไหลกลับ และน้ำเสียจากการกลั่น ในขณะเดียวกันก็มีศักยภาพในการขยายไปสู่การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเลและน้ำเสียเทศบาล
ระบบนี้ใช้นวัตกรรมการออกแบบแบบโมดูลาร์ด้วยเครื่องแยกไฟฟ้าแบบความดันบรรยากาศ/ความดันสูง สร้างเส้นทางทางเทคนิคของ "การบำบัดเป็นระดับ - การผลิตไฮโดรเจนแบบประสานงาน": โมดูลเครื่องแยกไฟฟ้ารูปสี่เหลี่ยมแบบความดันบรรยากาศ ซึ่งติดตั้งวัสดุอิเล็กโทรดที่ทนต่อความเค็มสูงและต้านทานมลพิษที่พัฒนาขึ้นเอง สามารถบรรลุการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าในน้ำเสียและการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวเบื้องต้นได้พร้อมกัน โมดูลถังความดันสูงใช้น้ำเกลือสะอาอาดความเข้มข้นต่ำหลังการบำบัดลึกเป็นวัตถุดิบเพื่อผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูง จนถึงปัจจุบัน ระบบนี้ได้ผ่านการทดสอบทางอุตสาหกรรมกับน้ำแตกหักและน้ำไหลกลับ 5 ประเภท และน้ำที่ผลิตจากแหล่งก๊าซ 6 ประเภท บำบัดน้ำเสียสะสม 24 เมตริกตันอัตราการผลิตไฮโดรเจนสูงสุดถึง 40 ลบ.ม. ต่อชั่วโมง โดยความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนคงที่ที่ 99.99% พลังงานการผลิตไฮโดรเจนรวมของระบบถูกควบคุมอยู่ที่ 4.5 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อ ลบ.ม. ไฮโดรเจน ซึ่งอยู่ในระดับสูงของอุตสาหกรรม จากการตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม อัตราการกำจัดค่าซีโอดี (COD) ของน้ำเสียที่บำบัดแล้วสูงถึง 99% บรรลุการเชื่อมโยงอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการย่อยสลายมลพิษระดับลึกและการผลิตพลังงานสะอาอาด
การวิเคราะห์ความคุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจแสดงให้เห็นว่า ด้วยค่าไฟฟ้า้าสีเขียวที่ 0.3 หยวน ต่อ กิโลวัตต์-ชั่วโมง ค่าไฮโดรเจนแบบปรับระดับของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่ประมาณ 20.6 หยวน ต่อ กิโลกรัม ซึ่งแสดงถึงการลดลงของต้นทุนรวม 25% เมื่อเทียบกับโมเดลดั้งเดิม "การบำบัดน้ำเสีย + การผลิตไฮโดรเจนแยกส่วน" เป็นการวางรากฐานสำหรับการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ ในฐานะโครงการสาธิตของการนำหลักการ "สี่น้ำสี่กำหนด" ของซีเอ็นพีซีไปปฏิบัติ การดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของระบบนี้ในแหล่งก๊าซซูลิเก ไม่เพียงแต่จัดหาพลังงานไฮโดรเจนสะอาอาดให้กับสถานที่แหล่งก๊าซเท่านั้น แต่ยังแก้ไขความท้า้าทายสองประการของ "การบำบัดน้ำเสียที่ยากและอุปทานพลังงานที่จำกัด" ในพื้นที่ผลิตน้ำมันและก๊าซอีกด้วย
ตามหัวหน้าโครงการจากสถาบันเสิ่นเจิ้น ขั้นตอนต่อไปคือการเร่งการพัฒนาและการตรวจสอบทางวิศวกรรมของระบบระดับเมกะวัตต์ โดยมีแผนที่จะก่อสร้างโครงการสาธิตระดับ 3 เมกะวัตต์ให้เสร็จสิ้นภายในปี 2026 เป้าหมายคือการลดต้นทุนการบำบัดน้ำเสียต่อตันลงอีก 15% และลดพลังงานการผลิตไฮโดรเจนให้ต่ำกว่า 4.2 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อ ลบ.ม. ไฮโดรเจน เส้นทางเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะได้รับการทำซ้ำและส่งเสริมในพื้นที่ผลิตน้ำมันและก๊าซขนาดใหญ่ เช่น แหล่งน้ำมันฉางชิ่งและแหล่งน้ำมันทาริมในอนาคต ภายในปี 2030 คาดว่าจะช่วยให้แหล่งน้ำมันและก๊าซของเปโตรไชน่า่าลดการปล่อยน้ำเสียได้ 12 ล้านตันต่อปี และผลิตกรีนไฮโดรเจนได้มากกว่า 50,000 ตันต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ 650,000 ตันต่อปี ให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" ของอุตสาหกรรมพลังงาน
