Sve više zemalja počinje postavljati strateške ciljeve za energiju vodika, a neke investicije teže razvoju tehnologije zelenog vodonika. EU i Kina predvode ovaj razvoj, tražeći prednosti prvog pokretača u tehnologiji i infrastrukturi. U međuvremenu, Japan, Južna Koreja, Francuska, Njemačka, Holandija, Novi Zeland i Australija objavili su strategije za energiju vodika i razvili pilot planove od 2017. EU je 2021. izdala strateški zahtjev za energiju vodika, predlažući povećanje operativnih kapaciteta proizvodnje vodonika u elektrolitičkim ćelijama na 6GW do 2024. oslanjajući se na energiju vjetra i sunca i na 40GW do 2024. 2030., kapacitet proizvodnje vodonika u EU će biti povećan na 40GW za dodatnih 40GW izvan EU.
Kao i kod svih novih tehnologija, zeleni vodonik se kreće od primarnog istraživanja i razvoja ka glavnom industrijskom razvoju, što rezultira nižim jediničnim troškovima i povećanom efikasnošću u dizajnu, izgradnji i instalaciji. Zeleni vodonik LCOH se sastoji od tri komponente: cijene elektrolitičke ćelije, cijene obnovljive električne energije i ostalih operativnih troškova. Općenito, trošak elektrolitičke ćelije čini oko 20% ~ 25% zelenog vodonika LCOH i najveći udio električne energije (70% ~ 75%). Operativni troškovi su relativno mali, uglavnom manji od 5%.
Na međunarodnom planu, cijena obnovljive energije (uglavnom solarne energije i vjetra) značajno je pala u posljednjih 30 godina, a njen izjednačeni trošak energije (LCOE) sada je blizu cijene energije na ugalj (30-50 USD/MWh) , čime će obnovljivi izvori energije biti konkurentniji u budućnosti. Troškovi obnovljive energije nastavljaju da padaju za 10% godišnje, a do oko 2030. troškovi obnovljive energije dostići će oko 20 USD/MWh. Operativni troškovi se ne mogu značajno smanjiti, ali se troškovi jedinice ćelije mogu smanjiti i očekuje se slična krivulja troškova učenja za ćelije kao za solarnu ili vjetroelektranu.
Solarni PV je razvijen 1970-ih, a cijena solarnih PV LCoE u 2010. bila je oko 500 USD/MWh. Solarni PV LCOE je značajno smanjen od 2010. i trenutno iznosi 30 do 50 USD/MWh. S obzirom na to da je tehnologija elektrolitičkih ćelija slična industrijskom mjerilu za proizvodnju solarnih fotonaponskih ćelija, od 2020. do 2030. tehnologija elektrolitskih ćelija će vjerovatno slijediti sličnu putanju kao solarne fotonaponske ćelije u smislu jedinične cijene. Istovremeno, LCOE za vjetar je značajno opao tokom protekle decenije, ali za manji iznos (oko 50 posto na moru i 60 posto na kopnu).
Naša zemlja koristi obnovljive izvore energije (kao što su energija vjetra, fotonaponska energija, hidroenergija) za proizvodnju vodonika elektrolitičke vode, kada se cijena električne energije kontrolira u 0,25 juana/kWh ispod, cijena proizvodnje vodonika ima relativnu ekonomsku efikasnost (15,3 ~ 20,9 juana/kg) . Tehnički i ekonomski pokazatelji proizvodnje vodonika alkalnom elektrolizom i PEM elektrolizom prikazani su u tabeli 1.
Metoda obračuna troškova proizvodnje elektrolitičkog vodonika prikazana je u jednadžbama (1) i (2). LCOE= fiksni trošak/(količina proizvodnje vodonika x vijek trajanja) + operativni trošak (1) Operativni troškovi = potrošnja električne energije proizvodnje vodonika x cijena električne energije + cijena vode + troškovi održavanja opreme (2) Uzimanje projekata alkalne elektrolize i PEM elektrolize (1000 Nm3/h ) kao primjer, pretpostavimo da je cijeli životni ciklus projekata 20 godina, a radni vijek 9×104h. Fiksni trošak paketne elektrolitičke ćelije, uređaja za pročišćavanje vodonika, naknade za materijal, naknade za građevinsku izgradnju, naknade za uslugu instalacije i drugih stavki se obračunava na 0,3 juana/kWh za elektrolizu. Poređenje troškova je prikazano u tabeli 2.
U poređenju s drugim metodama proizvodnje vodonika, ako je cijena električne energije iz obnovljivih izvora niža od 0,25 juana/kWh, cijena zelenog vodonika može se smanjiti na oko 15 juana/kg, što počinje imati prednost u troškovima. U kontekstu ugljične neutralnosti, sa smanjenjem troškova proizvodnje energije iz obnovljivih izvora, velikim razvojem projekata proizvodnje vodika, smanjenjem potrošnje energije elektrolitskih ćelija i troškova ulaganja, te usmjeravanjem poreza na ugljik i drugih politika, put smanjenje troškova zelenog vodonika će postepeno biti jasno. U isto vrijeme, budući da će proizvodnja vodonika iz tradicionalnih izvora energije biti pomiješana sa mnogim povezanim nečistoćama kao što su ugljik, sumpor i hlor, te troškovi superponiranog pročišćavanja i CCUS-a, stvarni trošak proizvodnje može premašiti 20 juana/kg.
Vrijeme objave: Feb-06-2023