Yhä useammat maat alkavat asettaa strategisia tavoitteita vetyenergialle, ja osa investoinneista suuntautuu vihreään vetyteknologian kehittämiseen. EU ja Kiina johtavat tätä kehitystä etsiessään etuja teknologiasta ja infrastruktuurista. Samaan aikaan Japani, Etelä-Korea, Ranska, Saksa, Alankomaat, Uusi-Seelanti ja Australia ovat kaikki julkaisseet vetyenergiastrategiat ja kehittäneet pilottisuunnitelmia vuodesta 2017 lähtien. EU julkaisi vuonna 2021 vetyenergialle strategisen vaatimuksen, jossa ehdotetaan toimintakapasiteetin lisäämistä. vetyn tuotannosta elektrolyyttikennoissa 6 GW vuoteen 2024 mennessä tuuli- ja aurinkoenergian avulla ja 40 GW vuoteen 2024 mennessä Vuoteen 2030 mennessä vedyn tuotantokapasiteetti EU:ssa nostetaan 40 GW:iin vielä 40 GW:lla EU:n ulkopuolella.
Kuten kaikki uudet teknologiat, vihreä vety on siirtymässä primääritutkimuksesta ja -kehityksestä valtavirtaan teolliseen kehitykseen, mikä johtaa alhaisempiin yksikkökustannuksiin ja parempaan suunnitteluun, rakentamiseen ja asennukseen. Vihreä vety LCOH koostuu kolmesta osasta: elektrolyyttikennokustannus, uusiutuvan sähkön hinta ja muut käyttökustannukset. Yleensä elektrolyysikennojen kustannukset muodostavat noin 20 % ~ 25 % vihreästä vedystä LCOH ja suurimman osan sähköstä (70 % ~ 75 %). Käyttökustannukset ovat suhteellisen pienet, yleensä alle 5 %.
Kansainvälisesti uusiutuvan energian (pääasiassa hyötykäyttöön tarkoitetun aurinko- ja tuulivoiman) hinta on laskenut merkittävästi viimeisten 30 vuoden aikana, ja sen tasoitusenergiakustannukset (LCOE) ovat nyt lähellä hiilivoiman hintaa (30-50 dollaria/MWh). , mikä tekee uusiutuvista energialähteistä kustannuskilpailukykyisempiä tulevaisuudessa. Uusiutuvan energian kustannukset laskevat edelleen 10 % vuodessa, ja noin 2030 mennessä uusiutuvan energian kustannukset nousevat noin 20 dollariin/MWh. Käyttökustannuksia ei voida merkittävästi vähentää, mutta kennojen yksikkökustannuksia voidaan vähentää ja kennojen oppimiskustannuskäyrän odotetaan olevan samanlainen kuin aurinko- tai tuulivoimalla.
Aurinkosähkö kehitettiin 1970-luvulla, ja aurinkosähkön LCoE:n hinta vuonna 2010 oli noin 500 dollaria/MWh. Solar PV LCOE on laskenut merkittävästi vuodesta 2010 ja on tällä hetkellä 30–50 dollaria/MWh. Koska elektrolyyttikennoteknologia on samanlainen kuin aurinkokennojen tuotannon teollinen vertailuarvo, vuosina 2020–2030 elektrolyyttikennoteknologia seuraa yksikkökustannusten suhteen todennäköisesti samanlaista kehityskulkua kuin aurinkokennoteknologia. Samaan aikaan tuulen LCOE on laskenut merkittävästi viimeisen vuosikymmenen aikana, mutta vähemmän (noin 50 prosenttia offshore ja 60 prosenttia maissa).
Maamme käyttää uusiutuvia energialähteitä (kuten tuulivoimaa, aurinkosähköä, vesivoimaa) elektrolyyttiseen vedyn tuottamiseen, kun sähkön hintaa ohjataan alle 0,25 yuania / kWh, vedyn tuotantokustannuksilla on suhteellinen taloudellinen hyötysuhde (15,3 ~ 20,9 yuania /kg) . Alkalisen elektrolyysin ja PEM-elektrolyysivedyn tuotannon tekniset ja taloudelliset indikaattorit on esitetty taulukossa 1.
Elektrolyyttisen vedyn tuotannon kustannuslaskentamenetelmä on esitetty yhtälöissä (1) ja (2). LCOE = kiinteät kustannukset/(vedyn tuotantomäärä x käyttöikä) + käyttökustannukset (1) Käyttökustannukset = vedyn tuotannon sähkönkulutus x sähkön hinta + veden hinta + laitteiden ylläpitokustannukset (2) Alkalielektrolyysi- ja PEM-elektrolyysiprojektit (1000 Nm3/h) ) oletetaan esimerkiksi, että hankkeiden koko elinkaari on 20 vuotta ja käyttöikä 9×104h. Pakettielektrolyyttikennon, vedynpuhdistuslaitteen, materiaalimaksun, maanrakennusmaksun, asennuspalvelumaksun ja muiden erien kiinteäksi hinnaksi lasketaan 0,3 yuania/kWh elektrolyysistä. Kustannusvertailu on esitetty taulukossa 2.
Muihin vedyn tuotantomenetelmiin verrattuna, jos uusiutuvan energian sähkön hinta on alle 0,25 yuania/kWh, vihreän vedyn hinta voidaan laskea noin 15 juaniin/kg, mikä alkaa tuottaa kustannusetua. Hiilineutraaliuden, uusiutuvan energian sähköntuotantokustannusten alenemisen, vedyn tuotantohankkeiden laajamittaisen kehittämisen, elektrolyyttisten kennojen energiankulutuksen ja investointikustannusten vähentämisen sekä hiiliveron ja muiden politiikkojen ohjauksen myötä tie on vihreän vedyn kustannusten alenemisesta tulee vähitellen selväksi. Samaan aikaan, koska vedyn tuotanto perinteisistä energialähteistä sekoittuu moniin niihin liittyviin epäpuhtauksiin, kuten hiileen, rikkiin ja klooriin, sekä päällekkäisen puhdistuksen ja CCUS:n kustannukset, todelliset tuotantokustannukset voivat ylittää 20 yuania/kg.
Postitusaika: 06.02.2023