Flere og flere lande begynder at sætte strategiske mål for brintenergi, og nogle investeringer har en tendens til grøn brintteknologisk udvikling. EU og Kina leder denne udvikling og leder efter first-mover-fordele inden for teknologi og infrastruktur. I mellemtiden har Japan, Sydkorea, Frankrig, Tyskland, Holland, New Zealand og Australien alle frigivet brintenergistrategier og udviklet pilotplaner siden 2017. I 2021 udsendte EU et strategisk krav om brintenergi, der foreslog at øge driftskapaciteten af brintproduktion i elektrolyseceller til 6 GW i 2024 ved at være afhængig af vind- og solenergi og til 40 GW i 2030, brintproduktionen i EU øges til 40GW med yderligere 40GW uden for EU.
Som med alle nye teknologier bevæger grøn brint sig fra primær forskning og udvikling til mainstream industriel udvikling, hvilket resulterer i lavere enhedsomkostninger og øget effektivitet i design, konstruktion og installation. Grøn brint LCOH består af tre komponenter: elektrolysecelleomkostninger, vedvarende elpris og andre driftsomkostninger. Generelt tegner omkostningerne til elektrolyseceller sig for omkring 20% ~ 25% af grøn brint LCOH, og den største andel af elektricitet (70% ~ 75%). Driftsomkostningerne er relativt små, generelt mindre end 5 %.
Internationalt er prisen på vedvarende energi (hovedsageligt sol- og vindenergi i brugsskala) faldet markant i løbet af de seneste 30 år, og dens udlignede energiomkostninger (LCOE) er nu tæt på kulfyret energi ($30-50/MWh) , hvilket gør vedvarende energi mere omkostningskonkurrencedygtig i fremtiden. Omkostningerne til vedvarende energi falder fortsat med 10 % om året, og omkring 2030 vil omkostningerne til vedvarende energi nå op på omkring $20/MWh. Driftsomkostningerne kan ikke reduceres væsentligt, men celleenhedens omkostninger kan reduceres, og der forventes en tilsvarende læringsomkostningskurve for celler som for sol- eller vindkraft.
Solar PV blev udviklet i 1970'erne, og prisen på solcelle PV LCoE'er i 2010 var omkring $500/MWh. Solar PV LCOE er faldet betydeligt siden 2010 og er i øjeblikket $30 til $50/MWh. I betragtning af at elektrolysecelleteknologien ligner det industrielle benchmark for solcelleproduktion, vil elektrolysecelleteknologien fra 2020-2030 sandsynligvis følge en lignende bane som solcelleceller med hensyn til enhedsomkostninger. Samtidig er LCOE for vind faldet markant i løbet af det seneste årti, men med et mindre beløb (ca. 50 pct. offshore og 60 pct. onshore).
Vores land bruger vedvarende energikilder (såsom vindkraft, solcelleanlæg, vandkraft) til elektrolytisk vandproduktion af brint, når elprisen er kontrolleret i 0,25 yuan/kWh under, har brintproduktionsomkostningerne relativ økonomisk effektivitet (15,3 ~ 20,9 yuan/kg) . Tekniske og økonomiske indikatorer for alkalisk elektrolyse og PEM-elektrolysebrintproduktion er vist i tabel 1.
Omkostningsberegningsmetoden for elektrolytisk brintproduktion er vist i ligning (1) og (2). LCOE= faste omkostninger/(brintproduktionsmængde x levetid) + driftsomkostninger (1) Driftsomkostninger = brintproduktionselektricitetsforbrug x elpris + vandpris + udstyrsvedligeholdelsesomkostninger (2) Tager alkaliske elektrolyse- og PEM-elektrolyseprojekter (1000 Nm3/h) ) antag som eksempel, at projekternes hele livscyklus er 20 år, og levetiden er 9×104h. De faste omkostninger til pakke elektrolytisk celle, brintrensningsanordning, materialegebyr, civilt byggegebyr, installationsservicegebyr og andre elementer er beregnet til 0,3 yuan/kWh for elektrolyse. Omkostningssammenligningen er vist i tabel 2.
Sammenlignet med andre brintproduktionsmetoder, hvis elprisen på vedvarende energi er lavere end 0,25 yuan/kWh, kan prisen på grøn brint reduceres til omkring 15 yuan/kg, hvilket begynder at have en omkostningsfordel. I sammenhæng med kulstofneutralitet, med reduktionen af omkostningerne til elproduktion ved vedvarende energi, storstilet udvikling af brintproduktionsprojekter, reduktionen af elektrolysecellers energiforbrug og investeringsomkostninger og vejledningen af kulstofafgift og andre politikker, er vejen af grøn brintomkostningsreduktion vil gradvist blive klar. På samme tid, fordi brintproduktion fra traditionelle energikilder vil blive blandet med mange relaterede urenheder såsom kulstof, svovl og klor, og omkostningerne ved overlejret oprensning og CCUS, kan de faktiske produktionsomkostninger overstige 20 yuan/kg.
Indlægstid: 06-02-2023