Cada cop més països comencen a establir objectius estratègics per a l'energia de l'hidrogen, i algunes inversions tendeixen al desenvolupament de la tecnologia d'hidrogen verda. La UE i la Xina lideren aquest desenvolupament, buscant avantatges de primer pas en tecnologia i infraestructures. Mentrestant, el Japó, Corea del Sud, França, Alemanya, els Països Baixos, Nova Zelanda i Austràlia han llançat estratègies energètiques d'hidrogen i han desenvolupat plans pilot des del 2017. El 2021, la UE va emetre un requisit estratègic per a l'energia d'hidrogen, proposant augmentar la capacitat operativa. de la producció d'hidrogen a les cèl·lules electrolítiques a 6 GW el 2024 basant-se en l'energia eòlica i solar, i a 40 GW el 2030, la capacitat de producció d'hidrogen a la UE s'incrementarà fins a 40 GW en 40 GW addicionals fora de la UE.
Com amb totes les noves tecnologies, l'hidrogen verd s'està movent de la investigació i el desenvolupament primaris al desenvolupament industrial general, el que resulta en costos unitaris més baixos i una major eficiència en el disseny, la construcció i la instal·lació. El LCOH d'hidrogen verd consta de tres components: cost de la cèl·lula electrolítica, preu de l'electricitat renovable i altres costos operatius. En general, el cost de la cèl·lula electrolítica representa al voltant del 20% ~ 25% de l'hidrogen verd LCOH i la major part de l'electricitat (70% ~ 75%). Els costos operatius són relativament petits, generalment inferiors al 5%.
A nivell internacional, el preu de l'energia renovable (principalment solar i eòlica a escala de serveis públics) ha caigut significativament durant els darrers 30 anys, i el seu cost energètic igualat (LCOE) s'acosta ara al de l'energia de carbó (30-50 $/MWh). , fent que les renovables siguin més competitives en costos en el futur. Els costos de les energies renovables continuen baixant un 10% a l'any, i cap al 2030 els costos de les energies renovables arribaran a uns 20 $/MWh. Els costos operatius no es poden reduir significativament, però els costos unitaris de les cèl·lules es poden reduir i s'espera una corba de costos d'aprenentatge similar per a les cèl·lules com per a l'energia solar o eòlica.
La fotovoltaica solar es va desenvolupar a la dècada de 1970 i el preu dels LCoE fotovoltaics solars el 2010 era d'uns 500 $ / MWh. El LCOE solar fotovoltaic ha disminuït significativament des del 2010 i actualment és de $ 30 a $ 50 / MWh. Atès que la tecnologia de cèl·lules electrolítiques és similar a la referència industrial per a la producció de cèl·lules solars fotovoltaiques, entre 2020 i 2030, és probable que la tecnologia de cèl·lules electrolítiques segueixi una trajectòria similar a la de les cèl·lules solars fotovoltaiques en termes de cost unitari. Al mateix temps, el LCOE de l'eòlica ha disminuït significativament durant l'última dècada, però en una quantitat menor (al voltant d'un 50 per cent en alta mar i un 60 per cent en terra).
El nostre país utilitza fonts d'energia renovables (com l'energia eòlica, fotovoltaica, hidràulica) per a la producció d'hidrogen d'aigua electrolítica, quan el preu de l'electricitat es controla en 0,25 iuans/kWh per sota, el cost de producció d'hidrogen té una eficiència econòmica relativa (15,3 ~ 20,9 iuans/kg) . Els indicadors tècnics i econòmics de l'electròlisi alcalina i la producció d'hidrogen per electròlisi PEM es mostren a la taula 1.
El mètode de càlcul de costos de la producció d'hidrogen electrolític es mostra a les equacions (1) i (2). LCOE= cost fix/(quantitat de producció d'hidrogen x vida útil) + cost d'explotació (1) Cost d'explotació = consum d'electricitat de producció d'hidrogen x preu de l'electricitat + preu de l'aigua + cost de manteniment dels equips (2) Projectes d'electròlisi alcalina i electròlisi PEM (1000 Nm3/h) ) com a exemple, suposem que el cicle de vida total dels projectes és de 20 anys i la vida operativa és de 9×104h. El cost fix de la cèl·lula electrolítica del paquet, el dispositiu de purificació d'hidrogen, la tarifa del material, la taxa de construcció civil, la tarifa del servei d'instal·lació i altres articles es calcula en 0,3 iuans / kWh per a l'electròlisi. La comparació de costos es mostra a la taula 2.
En comparació amb altres mètodes de producció d'hidrogen, si el preu de l'electricitat de l'energia renovable és inferior a 0,25 iuans/kWh, el cost de l'hidrogen verd es pot reduir a uns 15 iuans/kg, cosa que comença a tenir un avantatge de cost. En el context de la neutralitat del carboni, amb la reducció dels costos de generació d'energia d'energia renovable, el desenvolupament a gran escala de projectes de producció d'hidrogen, la reducció del consum d'energia de les cèl·lules electrolítiques i els costos d'inversió, i l'orientació de l'impost sobre el carboni i altres polítiques, la carretera de la reducció del cost de l'hidrogen verd es farà evident gradualment. Al mateix temps, com que la producció d'hidrogen a partir de fonts d'energia tradicionals es barrejarà amb moltes impureses relacionades, com ara carboni, sofre i clor, i el cost de la purificació superposada i el CCUS, el cost de producció real pot superar els 20 iuans/kg.
Hora de publicació: 06-feb-2023