氢能的发展须因地制宜，可再生能源分布、氢气储运成本、氢气下游消纳等因素首当其冲。电解的一另个常见问题是作为输入的水的消耗，以及它是否会对氢气的大规模生产造成限制。本文旨在回答与这个问题相关的一些关键问题。
电解消耗多少水
第一步：制氢
水的消耗来自两个步骤:氢气生产和上游能量载体的生产。就氢生产而言，电解水的最小消耗大约是每千克氢消耗9千克水。然而，考虑到水的脱矿过程，这一比例可以在每千克氢18到24千克水之间，甚至高达25.7到30.2。
对于现有的生产工艺（甲烷蒸汽重整），最小耗水量为4.5kgH2O/kgH2（反应所需），考虑到工艺用水和冷却，最小耗水量为6.4-32.2kgH2O/kgH2。
第二步：能源来源（可再生电力或天然气）
另一个组成部分是生产可再生电力和天然气的水消耗。光伏发电的用水量在50-400升/MWh（2.4-19kgH2O/kgH2）之间变化，风力发电的用水量在5-45升/MWh（0.2-2.1kgH2O/kgH2）之间。同样，页岩气（根据美国数据）的天然气产量可以从1.14kgH2O/kgH2提高到4.9kgH2O/kgH2。
综上所述，光伏发电和风能产生氢气的总耗水量平均分别为32和22kgH2O/kgH2左右。不确定性来自太阳辐射、寿命和硅含量。这一耗水量与天然气制氢（7.6-37kgH2O/kgH2，平均为22kgH2O/kgH2）相同数量级。
不同制氢途径的生命周期用水量
总水足迹：使用可再生能源时更低
与二氧化碳排放类似，电解路线水足迹低的先决条件是使用可再生能源。如果仅使用化石发电的一小部分，那么与电相关的水消耗要远远高于电解过程中实际消耗的水。
例如，天然气发电的用水量可高达2500升/MWh。这也是化石燃料（天然气）的最佳案例。如果考虑煤气化，产氢可消耗31-31.8kgH2O/kgH2，产煤可消耗14.7kgH2O/kgH2。随着制造过程变得更有效率，光伏和风能的水消耗也预计会随着时间的推移而减少，单位装机容量的能源输出也会提高。
2050年的总用水量
预计未来全球的氢使用量将比现在多出许多倍。例如，IRENA的《世界能源转型展望》(World Energy Transitions Outlook)估计，2050年的氢需求将约为74EJ，其中约三分之二将来自可再生氢。相比之下，今天（纯氢）是8.4EJ。
即使电解氢能满足整个2050年的氢需求，用水量也将约为250亿立方米。下图将这个数字与其他人为的水消耗流进行了对比。农业用水是2800亿立方米中最大的，工业用水接近800亿立方米，城市用水470亿立方米。目前天然气重整和煤气化制氢的用水量约为15亿立方米。
原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）
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