Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից էլեկտրոլիզով կանաչ ջրածնի արտադրության տնտեսական վերլուծություն

Ավելի ու ավելի շատ երկրներ սկսում են ռազմավարական նպատակներ դնել ջրածնային էներգիայի համար, և որոշ ներդրումներ հակված են կանաչ ջրածնի տեխնոլոգիայի զարգացմանը: ԵՄ-ն և Չինաստանը ղեկավարում են այս զարգացումը` փնտրելով տեխնոլոգիաների և ենթակառուցվածքների առաջին շարժիչ առավելությունները: Միևնույն ժամանակ, Ճապոնիան, Հարավային Կորեան, Ֆրանսիան, Գերմանիան, Նիդեռլանդները, Նոր Զելանդիան և Ավստրալիան 2017 թվականից ի վեր հրապարակել են ջրածնային էներգիայի ռազմավարություններ և մշակել փորձնական պլաններ: 2021 թվականին ԵՄ-ն ներկայացրել է ջրածնային էներգիայի ռազմավարական պահանջ՝ առաջարկելով ավելացնել գործառնական հզորությունը: էլեկտրոլիտիկ բջիջներում ջրածնի արտադրությունը մինչև 2024 թվականը կհասնի 6 ԳՎտ-ի՝ հենվելով քամու և արևի էներգիայի վրա, և մինչև 40 ԳՎտ՝ 2030 թվականին ԵՄ-ում ջրածնի արտադրության հզորությունը ԵՄ-ից դուրս լրացուցիչ 40 ԳՎտ-ով կավելացվի մինչև 40 ԳՎտ:

Ինչպես բոլոր նոր տեխնոլոգիաների դեպքում, կանաչ ջրածինը առաջնային հետազոտություններից և մշակումից անցնում է հիմնական արդյունաբերական զարգացմանը, ինչը հանգեցնում է միավորի ծախսերի ցածրացման և նախագծման, շինարարության և տեղադրման արդյունավետության բարձրացմանը: Կանաչ ջրածնի LCOH-ը բաղկացած է երեք բաղադրիչներից՝ էլեկտրոլիտիկ բջիջների արժեք, վերականգնվող էլեկտրաէներգիայի գին և այլ գործառնական ծախսեր: Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրոլիտիկ բջիջների արժեքը կազմում է կանաչ ջրածնի LCOH-ի մոտ 20%-25%-ը և էլեկտրաէներգիայի ամենամեծ բաժինը (70%-75%): Գործառնական ծախսերը համեմատաբար փոքր են՝ ընդհանուր առմամբ 5%-ից պակաս:

Միջազգային մակարդակով, վերականգնվող էներգիայի (հիմնականում կոմունալ մասշտաբի արևային և քամու) գինը զգալիորեն նվազել է վերջին 30 տարիների ընթացքում, և դրա հավասարեցված էներգիայի արժեքը (LCOE) այժմ մոտ է ածխի էներգիայի արժեքին ($30-50/MWh): , ապագայում վերականգնվող աղբյուրները ծախսերի առումով ավելի մրցունակ դարձնելով: Վերականգնվող էներգիայի ծախսերը շարունակում են նվազել տարեկան 10%-ով, և մոտ 2030 թվականին վերականգնվող էներգիայի ծախսերը կկազմեն մոտ $20/ՄՎտ/ժ: Գործառնական ծախսերը չեն կարող զգալիորեն կրճատվել, բայց բջջային միավորի ծախսերը կարող են կրճատվել, և բջիջների համար ակնկալվում է ուսուցման ծախսերի նմանատիպ կոր, ինչպես արևային կամ քամու էներգիայի համար:

Արևային ՖՎ-ն մշակվել է 1970-ականներին, և 2010-ին արևային ՖՎ LCoE-ների գինը կազմում էր մոտ $500/MWh: Solar PV LCOE-ն զգալիորեն նվազել է 2010 թվականից և ներկայումս կազմում է $30-ից $50/MWh: Հաշվի առնելով, որ էլեկտրոլիտիկ բջիջների տեխնոլոգիան նման է արևային ֆոտոգալվանային բջիջների արտադրության արդյունաբերական հենանիշին, 2020-2030 թվականներին էլեկտրոլիտիկ բջիջների տեխնոլոգիան, ամենայն հավանականությամբ, կհետևի նույն հետագծին, ինչ արևային ֆոտոգալվանային բջիջները՝ միավորի արժեքի առումով: Միևնույն ժամանակ, քամու LCOE-ը զգալիորեն նվազել է վերջին տասնամյակի ընթացքում, բայց ավելի փոքր քանակությամբ (մոտ 50 տոկոս օֆշորում և 60 տոկոս ցամաքում):

Մեր երկիրն օգտագործում է վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ (օրինակ՝ հողմային էներգիա, ֆոտոգալվանային, հիդրոէներգիա) էլեկտրոլիտիկ ջրի ջրածնի արտադրության համար, երբ էլեկտրաէներգիայի գինը վերահսկվում է 0,25 յուան ​​/կՎտժ-ով ցածր, ջրածնի արտադրության արժեքը ունի հարաբերական տնտեսական արդյունավետություն (15,3 ~ 20,9 յուան ​​/ կգ): . Ալկալային էլեկտրոլիզի և PEM էլեկտրոլիզի ջրածնի արտադրության տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշները ներկայացված են Աղյուսակ 1-ում:

Էլեկտրոլիտիկ ջրածնի արտադրության ծախսերի հաշվարկման մեթոդը ներկայացված է (1) և (2) հավասարումներում: LCOE= ֆիքսված ծախս/(ջրածնի արտադրության քանակ x ժամկետ) + գործառնական ծախսեր (1) գործառնական ծախսեր = ջրածնի արտադրության էլեկտրաէներգիայի սպառում x էլեկտրաէներգիայի գին + ջրի գին + սարքավորումների պահպանման ծախսեր (2) ալկալային էլեկտրոլիզի և PEM էլեկտրոլիզի նախագծերի ընդունում (1000 Նմ3/ժամ ) որպես օրինակ՝ ենթադրենք, որ նախագծերի ողջ կյանքի ցիկլը 20 տարի է, իսկ շահագործման ժամկետը՝ 9×104ժ։ Փաթեթի էլեկտրոլիտիկ բջիջի, ջրածնի մաքրման սարքի, նյութական վճարի, քաղաքացիական շինարարության վճարի, տեղադրման ծառայության վճարի և այլ ապրանքների ֆիքսված արժեքը հաշվարկվում է 0,3 յուան ​​/կՎտժ էլեկտրոլիզի համար: Արժեքի համեմատությունը ներկայացված է Աղյուսակ 2-ում:

Ջրածնի արտադրության այլ մեթոդների համեմատ, եթե վերականգնվող էներգիայի էլեկտրաէներգիայի գինը ցածր է 0,25 յուան/կՎտժ-ից, կանաչ ջրածնի արժեքը կարող է կրճատվել մինչև մոտ 15 յուան/կգ, ինչը սկսում է ունենալ ծախսային առավելություն: Ածխածնի չեզոքության համատեքստում, վերականգնվող էներգիայի արտադրության ծախսերի կրճատմամբ, ջրածնի արտադրության նախագծերի լայնածավալ զարգացմամբ, էլեկտրոլիտիկ բջիջների էներգիայի սպառման և ներդրումային ծախսերի կրճատմամբ, ածխածնի հարկի և այլ քաղաքականության ուղղորդմամբ, ճանապարհը Կանաչ ջրածնի ծախսերի կրճատումը աստիճանաբար պարզ կդառնա: Միևնույն ժամանակ, քանի որ էներգիայի ավանդական աղբյուրներից ջրածնի արտադրությունը խառնվելու է բազմաթիվ հարակից կեղտերի հետ, ինչպիսիք են ածխածինը, ծծումբը և քլորը, ինչպես նաև վերադրված մաքրման և CCUS-ի արժեքը, արտադրության իրական արժեքը կարող է գերազանցել 20 յուան/կգ: