เมื่อเร็วๆ นี้ ระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า้าจากน้ำเสียที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันและก๊าซระดับ 100 กิโลวัตต์ ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมของบริษัทปิโตรเลียมแห่งชาติจีน (สถาบันเซินเจิ้น) และฉางชิ่งออยล์ฟิลด์ ได้บรรลุการทำงานที่เสถียรเป็นเวลากว่า 60 วัน ในซูลิเกก๊าซฟิลด์ แหล่งก๊าซแบบผสมผสานที่ใหญ่ที่สุดของจีนในแง่ของปริมาณสำรอง ความก้าวหน้าหน้าครั้งนี้หมายถึงการก้าวกระโดดที่สำคัญจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำเสียน้ำมันและก๊าซแบบเต็มโซ่เพื่อ "การลดมลพิษและการผลิตไฮโดรเจน" ของจีน ซึ่งเป็นเส้นทางเทคโนโลยีนวัตกรรมสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซและการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ
เพื่อแก้ไขความท้า้าทายของอุตสาหกรรมในด้านความยากและต้นทุนสูงในการบำบัดน้ำเสียที่มีความเค็มสูงและมีสารอินทรีย์ปนเปื้อนสูงจากการสกัดน้ำมันและก๊าซ ทีมงานของสถาบันเซินเจิ้น หลังจากทำการวิจัยอย่างทุ่มเทเป็นเวลาหลายปี ได้สร้างระบบทฤษฎีการเร่งปฏิกิริยาแบบไบโพลาร์ซินเนอร์จีและเอาชนะจุดคอขวดทางเทคนิคของความเสถียรของวัสดุอิเล็กโทรดที่ไม่เพียงพอในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูงและมลพิษสูงได้สำเร็จ ทีมโครงการได้พัฒนาตั้งตันแบบต้นแบบทางวิศวกรรม 20 กิโลวัตต์ไปจนถึงระบบบูรณาการระดับ 100 กิโลวัตต์อย่างครบวงจร ระบบนี้สามารถใช้งานได้กับสถานการณ์การบำบัดต่างๆ รวมถึงน้ำผลิต น้ำแตกชั้น น้ำไหลกลับ และน้ำเสียจากการกลั่น ในขณะเดียวกันก็มีศักยภาพในการขยายไปสู่การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเลและน้ำเสียเทศบาล
ระบบนี้ใช้นวัตกรรมการออกแบบแบบโมดูลาร์ด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์แบบคอนฟิกรูเรชันคู่ความดันบรรยากาศ/ความดันสูง ก่อให้เกิดเส้นทางทางเทคนิคของ "การบำบัดเป็นระดับ - การผลิตไฮโดรเจนแบบซินเนอร์จี": โมดูลอิเล็กโทรไลเซอร์แบบสี่เหลี่ยมความดันบรรยากาศ ซึ่งติดตั้งวัสดุอิเล็กโทรดที่ทนต่อความเค็มสูงและต้านทานมลพิษที่พัฒนาขึ้นเอง สามารถบรรลุทั้งการออกซิเดชันของน้ำเสียด้วยไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยาและการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวเบื้องต้นได้พร้อมกัน โมดูลถังความดันสูงใช้น้ำเกลือสะอาดความเข้มข้นต่ำหลังการบำบัดลึกเป็นวัตถุดิบเพื่อผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูง จนถึงปัจจุบัน ระบบนี้ได้ผ่านการทดสอบทางอุตสาหกรรมกับน้ำแตกชั้นและน้ำไหลกลับ 5 ชนิด และน้ำผลิตจากก๊าซฟิลด์ 6 ชนิด บำบัดน้ำเสียสะสมแล้ว 24 เมตริกตันอัตราการผลิตไฮโดรเจนสูงสุดถึง 40 ลบ.ม. ต่อชั่วโมง โดยความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนคงที่ที่ 99.99% การใช้พลังงานรวมของระบบสำหรับการผลิตไฮโดรเจนถูกควบคุมอยู่ที่ 4.5 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อลบ.ม. ของไฮโดรเจน ซึ่งอยู่ในระดับสูงของอุตสาหกรรม จากการตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม อัตราการกำจัดค่าซีโอดี (COD) ของน้ำเสียที่บำบัดแล้วสูงถึง 99% บรรลุการผสานที่มีประสิทธิภาพระหว่างการย่อยสลายมลพิษอย่างล้ำลึกและการผลิตพลังงานสะอาอาด
การวิเคราะห์ความคุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจแสดงให้เห็นว่า ด้วยค่าไฟฟ้า้าสีเขียวที่ 0.3 หยวนต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ค่าไฮโดรเจนระดับเดียวกันของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่ประมาณ 20.6 หยวนต่อกิโลกรัม ซึ่งแสดงถึงการลดต้นทุนรวมลง 25% เมื่อเทียบกับโมเดลดั้งเดิมของ "การบำบัดน้ำเสีย + การผลิตไฮโดรเจนแยกกัน" เป็นการวางรากฐานสำหรับการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ ในฐานะโครงการสาธิตของการดำเนินการตามหลักการ "สี่น้ำสี่กำหนด" ของเปโตรไชน่า การดำเนินการที่ประสบความสำเร็จของระบบนี้ในแหล่งก๊าซซูลิเก ไม่เพียงแต่จัดหาพลังงานไฮโดรเจนสะอาอาดให้กับสถานที่แหล่งก๊าซ แต่ยังแก้ไขความท้า้าทายสองประการของ "การบำบัดน้ำเสียที่ยากและการจัดหาพลังงานที่จำกัด" ในพื้นที่ผลิตน้ำมันและก๊าซ
ตามหัวหน้าโครงการจากสถาบันเสิ่นเจิ้น ขั้นตอนต่อไปคือการเร่งการพัฒนาและการตรวจสอบทางวิศวกรรมของระบบระดับเมกะวัตต์ โดยมีแผนที่จะก่อสร้างโครงการสาธิตระดับ 3 เมกะวัตต์ให้เสร็จสิ้นภายในปี 2026 เป้าหมายคือการลดต้นทุนการบำบัดน้ำเสียต่อตันลงอีก 15% และลดการใช้พลังงานในการผลิตไฮโดรเจนให้ต่ำกว่า 4.2 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อลบ.ม. ของไฮโดรเจน เส้นทางเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะได้รับการทำซ้ำและส่งเสริมในพื้นที่ผลิตน้ำมันและก๊าซขนาดใหญ่ เช่น แหล่งน้ำมันฉางชิ่งและแหล่งน้ำมันทาริมในอนาคต ภายในปี 2030 คาดว่าจะช่วยให้แหล่งน้ำมันและก๊าซของเปโตรไชน่า่าลดการปล่อยน้ำเสียได้ 12 ล้านตันต่อปี และผลิตกรีนไฮโดรเจนได้มากกว่า 50,000 ตันต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ 650,000 ตันต่อปี ให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" ของอุตสาหกรรมพลังงาน
