Cada vez son máis os países que comezan a establecer obxectivos estratéxicos para a enerxía do hidróxeno, e algúns investimentos tenden ao desenvolvemento da tecnoloxía do hidróxeno verde. A UE e China están liderando este desenvolvemento, buscando vantaxes de primeiro paso en tecnoloxía e infraestrutura. Mentres tanto, Xapón, Corea do Sur, Francia, Alemaña, Países Baixos, Nova Zelanda e Australia lanzaron estratexias enerxéticas de hidróxeno e desenvolveron plans piloto desde 2017. En 2021, a UE emitiu un requisito estratéxico para a enerxía do hidróxeno, propoñendo aumentar a capacidade operativa. de produción de hidróxeno nas células electrolíticas a 6 GW para 2024 dependendo da enerxía eólica e solar, e a 40 GW para 2030, a capacidade de produción de hidróxeno na UE aumentarase ata 40 GW en 40 GW adicionais fóra da UE.
Como con todas as novas tecnoloxías, o hidróxeno verde está a pasar da investigación e desenvolvemento principal ao desenvolvemento industrial principal, o que resulta en custos unitarios máis baixos e en aumento da eficiencia no deseño, construción e instalación. O LCOH do hidróxeno verde consta de tres compoñentes: custo da pila electrolítica, prezo da electricidade renovable e outros custos operativos. En xeral, o custo da cela electrolítica representa preto do 20% ~ 25% do hidróxeno verde LCOH, e a maior parte da electricidade (70% ~ 75%). Os custos operativos son relativamente pequenos, xeralmente inferiores ao 5%.
A nivel internacional, o prezo da enerxía renovable (principalmente solar e eólica) caeu significativamente nos últimos 30 anos, e o seu custo enerxético igualado (LCOE) está agora próximo ao da enerxía de carbón (30-50 $/MWh). , facendo que as renovables sexan máis competitivas en custos no futuro. Os custos das enerxías renovables seguen caendo un 10% ao ano, e ao redor de 2030 os custos das enerxías renovables alcanzarán uns 20 dólares/MWh. Os custos operativos non se poden reducir significativamente, pero os custos unitarios das células pódense reducir e espérase unha curva de custos de aprendizaxe similar para as células que para a enerxía solar ou eólica.
A solar fotovoltaica foi desenvolvida na década de 1970 e o prezo dos LCoE solares fotovoltaicos en 2010 era de preto de 500 $/MWh. O LCOE solar fotovoltaico diminuíu significativamente desde 2010 e actualmente é de $ 30 a $ 50 / MWh. Dado que a tecnoloxía de células electrolíticas é similar á referencia industrial para a produción de células solares fotovoltaicas, de 2020 a 2030, é probable que a tecnoloxía de células electrolíticas siga unha traxectoria similar á das células solares fotovoltaicas en termos de custo unitario. Ao mesmo tempo, o LCOE para o vento diminuíu significativamente durante a última década, pero nunha cantidade menor (un 50 por cento no mar e un 60 por cento na terra).
O noso país usa fontes de enerxía renovables (como a enerxía eólica, a fotovoltaica, a hidroeléctrica) para a produción de hidróxeno de auga electrolítica, cando o prezo da electricidade está controlado en 0,25 yuan / kWh por debaixo, o custo de produción de hidróxeno ten unha eficiencia económica relativa (15,3 ~ 20,9 yuan / kg) . Os indicadores técnicos e económicos da electrólise alcalina e da electrólise PEM da produción de hidróxeno móstranse na táboa 1.
O método de cálculo de custos da produción de hidróxeno electrolítico móstrase nas ecuacións (1) e (2). LCOE= custo fixo/(cantidade de produción de hidróxeno x vida útil) + custo operativo (1) Custo operativo = produción de hidróxeno consumo de electricidade x prezo da electricidade + prezo da auga + custo de mantemento dos equipos (2) Realización de proxectos de electrólise alcalina e electrólise PEM (1000 Nm3/h) ) como exemplo, supoña que todo o ciclo de vida dos proxectos é de 20 anos e a vida operativa é de 9×104h. O custo fixo da pila electrolítica do paquete, o dispositivo de purificación de hidróxeno, a taxa de material, a taxa de construción civil, a taxa de servizo de instalación e outros elementos calcúlase en 0,3 yuan/kWh para a electrólise. A comparación de custos móstrase na táboa 2.
En comparación con outros métodos de produción de hidróxeno, se o prezo da electricidade da enerxía renovable é inferior a 0,25 yuan/kWh, o custo do hidróxeno verde pódese reducir a uns 15 yuan/kg, o que comeza a ter unha vantaxe de custo. No contexto da neutralidade do carbono, coa redución dos custos de xeración de enerxía renovable, o desenvolvemento a gran escala de proxectos de produción de hidróxeno, a redución do consumo de enerxía das células electrolíticas e os custos de investimento, e a orientación do imposto sobre o carbono e outras políticas, a estrada. de redución de custos do hidróxeno verde irase claro gradualmente. Ao mesmo tempo, debido a que a produción de hidróxeno a partir de fontes de enerxía tradicionais mesturarase con moitas impurezas relacionadas, como carbono, xofre e cloro, e o custo da purificación superposta e CCUS, o custo real de produción pode superar os 20 yuan/kg.
Hora de publicación: 06-feb-2023