નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંથી વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા લીલા હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનું આર્થિક વિશ્લેષણ

વધુને વધુ દેશો હાઇડ્રોજન ઉર્જા માટે વ્યૂહાત્મક લક્ષ્યો નક્કી કરવા લાગ્યા છે અને કેટલાક રોકાણો ગ્રીન હાઇડ્રોજન ટેક્નોલોજી ડેવલપમેન્ટ તરફ વલણ ધરાવે છે. EU અને ચાઇના આ વિકાસનું નેતૃત્વ કરી રહ્યા છે, ટેક્નોલોજી અને ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં પ્રથમ-મૂવર લાભો શોધી રહ્યા છે. દરમિયાન, જાપાન, દક્ષિણ કોરિયા, ફ્રાન્સ, જર્મની, નેધરલેન્ડ્સ, ન્યુઝીલેન્ડ અને ઓસ્ટ્રેલિયાએ તમામ હાઇડ્રોજન ઉર્જા વ્યૂહરચના બહાર પાડી છે અને 2017 થી પાયલોટ યોજનાઓ વિકસાવી છે. 2021 માં, EU એ હાઇડ્રોજન ઊર્જા માટે વ્યૂહાત્મક જરૂરિયાત જારી કરી, સંચાલન ક્ષમતા વધારવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. પવન અને સૌર ઉર્જા પર આધાર રાખીને 2024 સુધીમાં ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષોમાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન 6GW અને 2030 સુધીમાં 40GW સુધી, EU માં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની ક્ષમતા EU બહાર વધારાના 40GW દ્વારા 40GW સુધી વધારવામાં આવશે.

તમામ નવી ટેક્નોલોજીની જેમ, ગ્રીન હાઇડ્રોજન પ્રાથમિક સંશોધન અને વિકાસથી મુખ્ય પ્રવાહના ઔદ્યોગિક વિકાસ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે, પરિણામે એકમનો ખર્ચ ઓછો અને ડિઝાઇન, બાંધકામ અને ઇન્સ્ટોલેશનમાં કાર્યક્ષમતા વધી છે. ગ્રીન હાઇડ્રોજન LCOH ત્રણ ઘટકો ધરાવે છે: ઇલેક્ટ્રોલિટીક સેલ ખર્ચ, નવીનીકરણીય વીજળી કિંમત અને અન્ય સંચાલન ખર્ચ. સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષની કિંમત લગભગ 20% ~ 25% ગ્રીન હાઇડ્રોજન LCOH અને વીજળીનો સૌથી મોટો હિસ્સો (70% ~ 75%) છે. સંચાલન ખર્ચ પ્રમાણમાં નાનો છે, સામાન્ય રીતે 5% કરતા ઓછો.

આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે, પાછલા 30 વર્ષોમાં નવીનીકરણીય ઉર્જા (મુખ્યત્વે યુટિલિટી-સ્કેલ સોલર અને વિન્ડ) ની કિંમતમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, અને તેની સમાન ઊર્જા ખર્ચ (LCOE) હવે કોલસા આધારિત શક્તિ ($30-50 /MWh)ની નજીક છે. , ભવિષ્યમાં રિન્યુએબલને વધુ ખર્ચ-સ્પર્ધાત્મક બનાવે છે. રિન્યુએબલ એનર્જીનો ખર્ચ દર વર્ષે 10% જેટલો ઘટતો રહે છે અને લગભગ 2030 સુધીમાં રિન્યુએબલ એનર્જીનો ખર્ચ લગભગ $20/MWh સુધી પહોંચી જશે. ઓપરેટિંગ ખર્ચ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાતો નથી, પરંતુ સેલ યુનિટ ખર્ચ ઘટાડી શકાય છે અને સૌર અથવા પવન ઉર્જા માટે કોષો માટે સમાન શિક્ષણ ખર્ચ વળાંકની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે.

સોલર પીવી 1970ના દાયકામાં વિકસાવવામાં આવ્યું હતું અને 2010માં સોલર પીવી એલસીઓઈની કિંમત $500/MWh આસપાસ હતી. 2010 થી સોલર PV LCOE માં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે અને હાલમાં તે $30 થી $50/MWh છે. 2020-2030 થી ઇલેક્ટ્રોલિટીક સેલ ટેક્નોલોજી સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ ઉત્પાદન માટેના ઔદ્યોગિક માપદંડ જેવી જ છે તે જોતાં, ઇલેક્ટ્રોલિટીક સેલ ટેક્નોલોજી એકમ ખર્ચના સંદર્ભમાં સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો જેવા જ માર્ગને અનુસરે તેવી શક્યતા છે. તે જ સમયે, પવન માટેનો LCOE છેલ્લા એક દાયકામાં નોંધપાત્ર રીતે ઘટ્યો છે, પરંતુ થોડી માત્રામાં (લગભગ 50 ટકા ઓફશોર અને 60 ટકા ઓનશોર).

આપણો દેશ ઇલેક્ટ્રોલિટીક વોટર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતો (જેમ કે પવન ઉર્જા, ફોટોવોલ્ટેઇક, હાઇડ્રોપાવર) નો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે વીજળીની કિંમત 0.25 યુઆન/kWh નીચે નિયંત્રિત થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ખર્ચ સંબંધિત આર્થિક કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે (15.3 ~ 20.9 યુઆન/kg) . આલ્કલાઇન વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ અને PEM વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનના તકનીકી અને આર્થિક સૂચકાંકો કોષ્ટક 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની કિંમત ગણતરી પદ્ધતિ સમીકરણો (1) અને (2) માં દર્શાવવામાં આવી છે. LCOE = નિશ્ચિત કિંમત/(હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન જથ્થો x જીવન) + સંચાલન ખર્ચ (1) સંચાલન ખર્ચ = હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન વીજળી વપરાશ x વીજળીની કિંમત + પાણીની કિંમત + સાધનસામગ્રીની જાળવણી ખર્ચ (2) આલ્કલાઇન વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ અને PEM ઇલેક્ટ્રોલિસિસ પ્રોજેક્ટ્સ લેવા (1000 Nm3/h) ) ઉદાહરણ તરીકે, ધારો કે પ્રોજેક્ટનું આખું જીવન ચક્ર 20 વર્ષ છે અને સંચાલન જીવન 9×104h છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ માટે પેકેજ ઇલેક્ટ્રોલિટીક સેલ, હાઇડ્રોજન શુદ્ધિકરણ ઉપકરણ, સામગ્રી ફી, સિવિલ કન્સ્ટ્રક્શન ફી, ઇન્સ્ટોલેશન સર્વિસ ફી અને અન્ય વસ્તુઓની નિશ્ચિત કિંમત 0.3 યુઆન/kWh પર ગણવામાં આવે છે. ખર્ચની સરખામણી કોષ્ટક 2 માં દર્શાવેલ છે.

અન્ય હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં, જો પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જાની વીજળીની કિંમત 0.25 યુઆન/kWh કરતાં ઓછી હોય, તો લીલા હાઇડ્રોજનની કિંમત લગભગ 15 યુઆન/kg સુધી ઘટાડી શકાય છે, જેનો ખર્ચ લાભ થવાનું શરૂ થાય છે. કાર્બન તટસ્થતાના સંદર્ભમાં, નવીનીકરણીય ઉર્જા વીજ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડા સાથે, હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રોજેક્ટના મોટા પાયે વિકાસ, ઇલેક્ટ્રોલિટીક સેલ ઉર્જા વપરાશ અને રોકાણ ખર્ચમાં ઘટાડો અને કાર્બન ટેક્સ અને અન્ય નીતિઓનું માર્ગદર્શન, માર્ગદર્શિકા. ગ્રીન હાઇડ્રોજન ખર્ચમાં ઘટાડો ધીમે ધીમે સ્પષ્ટ થશે. તે જ સમયે, કારણ કે પરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંથી હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કાર્બન, સલ્ફર અને ક્લોરિન જેવી ઘણી સંબંધિત અશુદ્ધિઓ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવશે અને સુપરઇમ્પોઝ્ડ શુદ્ધિકરણ અને CCUS નો ખર્ચ, વાસ્તવિક ઉત્પાદન ખર્ચ 20 યુઆન/કિલો કરતાં વધી શકે છે.