జర్నల్ ఆఫ్ అడ్వాన్స్‌డ్ కెమికల్ ఇంజనీరింగ్

నైరూప్య

పవన శక్తి-ఆధారిత హైడ్రోజన్‌ని ఉపయోగించి పునరుత్పాదక మిథనాల్ మరియు అమ్మోనియా ఉత్పత్తి యొక్క సాంకేతిక ఆర్థికశాస్త్రం మరియు స్థిరత్వం

మైఖేల్ మాట్జెన్, మహదీ అల్హజ్జీ మరియు యాసర్ డెమిరెల్

ఈ అధ్యయనం పవన-శక్తి ఆధారిత విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్‌ను ఉపయోగించి పునరుత్పాదక మిథనాల్ మరియు అమ్మోనియాను ఉత్పత్తి చేయడానికి రెండు హైడ్రోజనేషన్ ప్రక్రియల యొక్క ఆర్థిక శాస్త్రం మరియు స్థిరత్వ అంశాలను విశ్లేషిస్తుంది మరియు పోల్చింది . ఇథనాల్ ప్లాంట్ నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మిథనాల్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే నైట్రోజన్ అమ్మోనియాను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎయిర్ సెపరేషన్ యూనిట్ (ASU) ద్వారా సరఫరా చేయబడుతుంది. సామర్థ్యాలు 99.96 mt/day మిథనాల్ మరియు 1202.55 mt/day అన్‌హైడ్రస్ అమ్మోనియా. మిథనాల్ ప్లాంట్‌కు రోజుకు 138.37 mt CO2 మరియు 19.08 mt H2/రోజు అవసరం. అమ్మోనియా 217.72 mt H2/day మరియు 1009.15 mt N2/రోజును ఉపయోగించడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. మిథనాల్ మరియు అమ్మోనియా ప్రక్రియలు, విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, కార్బన్ క్యాప్చర్ మరియు కంప్రెషన్ మరియు ASUతో అనుబంధించబడిన ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు కార్బన్ సమానమైన ఉద్గారాలు (CO2e) అంచనా వేయబడ్డాయి. మిథనాల్ మరియు అమ్మోనియా ఉత్పత్తి రెండింటి యొక్క సమగ్ర సౌకర్యాలు ఆర్థిక శాస్త్రం మరియు సుస్థిరత కొలమానాలను కలిగి ఉన్న బహుళ-ప్రమాణ నిర్ణయ మాతృకను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా మూల్యాంకనం చేయబడతాయి. ఆర్థిక పరిమితులు, యూనిట్ ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు హైడ్రోజన్ యూనిట్ ఖర్చులను అంచనా వేయడానికి తగ్గింపు నగదు ప్రవాహ రేఖాచిత్రాలు ఏర్పాటు చేయబడ్డాయి. హైడ్రోజన్ ధర మొక్కల ఆర్థిక శాస్త్రానికి అతిపెద్ద సహకారం. మిథనాల్ కోసం, ఉద్గారాల విలువలు -0.85 kg CO2e/kg మిథనాల్ ఒక రసాయన ఫీడ్‌స్టాక్ మరియు +0.53 kg CO2e/kg మిథనాల్ పూర్తి దహన ఇంధనంగా ఉంటాయి. అమ్మోనియా కోసం, ఉద్గార విలువ దాదాపు 0.97 కిలోల CO2e/kg అమ్మోనియా. గాలి శక్తి నుండి విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్ ఉద్గారాలను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది ; అయినప్పటికీ, ప్రస్తుత స్థాయిలో హైడ్రోజన్ ధర మొక్కల సాధ్యతను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. పునరుత్పాదక మిథనాల్ మరియు అమ్మోనియా పునరుత్పాదక శక్తి-ఆధారిత హైడ్రోజన్‌తో పోల్చితే సాధ్యమవుతుందని మరియు పునరుత్పాదక మిథనాల్ అమ్మోనియా కంటే అనుకూలంగా ఉంటుందని బహుళ-ప్రమాణాల నిర్ణయ మాత్రిక చూపిస్తుంది.