Sve više zemalja počinje postavljati strateške ciljeve za vodikovu energiju, a neka ulaganja teže razvoju zelene vodikove tehnologije. EU i Kina predvode ovaj razvoj, tražeći prvenstvene prednosti u tehnologiji i infrastrukturi. U međuvremenu, Japan, Južna Koreja, Francuska, Njemačka, Nizozemska, Novi Zeland i Australija objavile su strategije za vodikovu energiju i razvile pilot planove od 2017. Godine 2021. EU je izdao strateški zahtjev za vodikovu energiju, predlažući povećanje operativnog kapaciteta proizvodnje vodika u elektrolitičkim ćelijama na 6 GW do 2024. oslanjajući se na energiju vjetra i sunca, a na 40 GW do 2030. kapacitet proizvodnje vodika u EU povećat će se na 40 GW s dodatnih 40 GW izvan EU.
Kao i kod svih novih tehnologija, zeleni vodik prelazi iz primarnog istraživanja i razvoja u glavni tok industrijskog razvoja, što rezultira nižim jediničnim troškovima i povećanom učinkovitošću u projektiranju, izgradnji i instalaciji. Zeleni vodik LCOH sastoji se od tri komponente: trošak elektrolitičke ćelije, cijena obnovljive električne energije i ostali operativni troškovi. Općenito, trošak elektrolitičke ćelije čini oko 20% ~ 25% zelenog vodika LCOH, a najveći udio električne energije (70% ~ 75%). Operativni troškovi su relativno mali, uglavnom manji od 5%.
Na međunarodnoj razini, cijena obnovljive energije (uglavnom solarne i vjetroelektrane) znatno je pala u proteklih 30 godina, a njezini izjednačeni troškovi energije (LCOE) sada su blizu cijene energije iz ugljena (30-50 USD/MWh). , čineći obnovljive izvore energije troškovno konkurentnijima u budućnosti. Troškovi obnovljive energije nastavljaju padati za 10% godišnje, a oko 2030. godine troškovi obnovljive energije dosegnut će oko 20 USD/MWh. Operativni troškovi ne mogu se značajno smanjiti, ali se troškovi jedinice ćelije mogu smanjiti, a za ćelije se očekuje slična krivulja troškova učenja kao za solarnu ili vjetroelektranu.
Solarni PV razvijen je 1970-ih, a cijena solarnih PV LCoE u 2010. bila je oko 500 USD/MWh. Solar PV LCOE značajno se smanjio od 2010. i trenutno iznosi 30 do 50 USD/MWh. S obzirom da je tehnologija elektrolitičkih ćelija slična industrijskom mjerilu za proizvodnju solarnih fotonaponskih ćelija, od 2020. do 2030., tehnologija elektrolitičkih ćelija vjerojatno će slijediti sličnu putanju kao solarne fotonaponske ćelije u smislu jedinične cijene. U isto vrijeme, LCOE za vjetar znatno je pao tijekom proteklog desetljeća, ali za manji iznos (oko 50 posto na pučini i 60 posto na kopnu).
Naša zemlja koristi obnovljive izvore energije (kao što je energija vjetra, fotonapon, hidroenergija) za proizvodnju vodika elektrolitičkom vodom, kada je cijena električne energije kontrolirana na 0,25 juana / kWh niže, troškovi proizvodnje vodika imaju relativnu ekonomsku učinkovitost (15,3 ~ 20,9 juana / kg) . Tehnički i ekonomski pokazatelji proizvodnje vodika alkalnom elektrolizom i PEM elektrolizom prikazani su u tablici 1.
Metoda izračuna troškova elektrolitičke proizvodnje vodika prikazana je u jednadžbama (1) i (2). LCOE= fiksni trošak/(količina proizvodnje vodika x životni vijek) + operativni trošak (1) Operativni trošak = potrošnja električne energije za proizvodnju vodika x cijena električne energije + cijena vode + troškovi održavanja opreme (2) Projekti alkalne elektrolize i PEM elektrolize (1000 Nm3/h ) kao primjer, pretpostavimo da je cijeli životni ciklus projekata 20 godina, a radni vijek 9×104h. Fiksni trošak paketne elektrolitičke ćelije, uređaja za pročišćavanje vodika, materijalne naknade, naknade za građevinske radove, naknade za usluge instalacije i drugih stavki izračunava se na 0,3 juana / kWh za elektrolizu. Usporedba troškova prikazana je u tablici 2.
U usporedbi s drugim metodama proizvodnje vodika, ako je cijena električne energije obnovljive energije niža od 0,25 juana / kWh, cijena zelenog vodika može se smanjiti na oko 15 juana / kg, što počinje imati prednost u pogledu cijene. U kontekstu neutralnosti ugljika, sa smanjenjem troškova proizvodnje energije iz obnovljivih izvora energije, velikim razvojem projekata proizvodnje vodika, smanjenjem potrošnje energije elektrolitičkih ćelija i investicijskih troškova, te smjernicama poreza na ugljik i drugih politika, cesta smanjenja troškova zelenog vodika postupno će biti jasno. U isto vrijeme, budući da će proizvodnja vodika iz tradicionalnih izvora energije biti pomiješana s mnogim povezanim nečistoćama kao što su ugljik, sumpor i klor, te trošak superponiranog pročišćavanja i CCUS-a, stvarni proizvodni trošak može premašiti 20 juana/kg.
Vrijeme objave: 6. veljače 2023