Semakin banyak negara yang mulai menetapkan tujuan strategis untuk energi hidrogen, dan beberapa investasi cenderung mengarah pada pengembangan teknologi hidrogen ramah lingkungan. UE dan Tiongkok memimpin perkembangan ini dan mencari keunggulan teknologi dan infrastruktur sebagai penggerak pertama. Sementara itu, Jepang, Korea Selatan, Perancis, Jerman, Belanda, Selandia Baru, dan Australia semuanya telah merilis strategi energi hidrogen dan mengembangkan rencana percontohan sejak tahun 2017. Pada tahun 2021, UE mengeluarkan persyaratan strategis untuk energi hidrogen, yang mengusulkan peningkatan kapasitas operasi. produksi hidrogen dalam sel elektrolitik menjadi 6GW pada tahun 2024 dengan mengandalkan energi angin dan matahari, dan menjadi 40GW pada tahun 2030, kapasitas produksi hidrogen di UE akan ditingkatkan menjadi 40GW pada tahun tambahan 40GW di luar UE.
Seperti semua teknologi baru, hidrogen ramah lingkungan beralih dari penelitian dan pengembangan primer ke pengembangan industri arus utama, sehingga menghasilkan biaya per unit yang lebih rendah dan peningkatan efisiensi dalam desain, konstruksi, dan pemasangan. LCOH hidrogen hijau terdiri dari tiga komponen: biaya sel elektrolitik, harga listrik terbarukan dan biaya operasional lainnya. Secara umum, biaya sel elektrolitik menyumbang sekitar 20% ~ 25% dari hidrogen hijau LCOH, dan bagian terbesar dari listrik (70% ~ 75%). Biaya operasionalnya relatif kecil, umumnya kurang dari 5%.
Secara internasional, harga energi terbarukan (terutama tenaga surya dan angin pada skala utilitas) telah turun secara signifikan selama 30 tahun terakhir, dan biaya energi yang disamakan (LCOE) kini mendekati harga pembangkit listrik tenaga batu bara ($30-50 /MWh) , menjadikan energi terbarukan lebih kompetitif dalam hal biaya di masa depan. Biaya energi terbarukan terus turun sebesar 10% per tahun, dan sekitar tahun 2030 biaya energi terbarukan akan mencapai sekitar $20/MWh. Biaya pengoperasian tidak dapat dikurangi secara signifikan, namun biaya unit sel dapat dikurangi dan kurva biaya pembelajaran yang serupa diharapkan terjadi pada sel seperti pada tenaga surya atau angin.
PV surya dikembangkan pada tahun 1970an dan harga LCoE PV surya pada tahun 2010 adalah sekitar $500/MWh. LCOE PV surya telah menurun secara signifikan sejak tahun 2010 dan saat ini bernilai $30 hingga $50 /MWh. Mengingat teknologi sel elektrolitik mirip dengan standar industri untuk produksi sel fotovoltaik surya, pada tahun 2020-2030, teknologi sel elektrolitik kemungkinan akan mengikuti tren yang sama dengan sel fotovoltaik surya dalam hal biaya per unit. Pada saat yang sama, LCOE untuk energi angin telah menurun secara signifikan selama dekade terakhir, namun dengan jumlah yang lebih kecil (sekitar 50 persen di lepas pantai dan 60 persen di darat).
Negara kita menggunakan sumber energi terbarukan (seperti tenaga angin, fotovoltaik, tenaga air) untuk produksi hidrogen air elektrolitik, ketika harga listrik dikendalikan di bawah 0,25 yuan /kWh, biaya produksi hidrogen memiliki efisiensi ekonomi relatif (15,3 ~ 20,9 yuan /kg) . Indikator teknis dan ekonomi produksi hidrogen elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM ditunjukkan pada Tabel 1.
Metode perhitungan biaya produksi hidrogen elektrolitik ditunjukkan pada persamaan (1) dan (2). LCOE= biaya tetap/(kuantitas produksi hidrogen x masa pakai) + biaya pengoperasian (1) Biaya pengoperasian = konsumsi listrik produksi hidrogen x harga listrik + harga air + biaya pemeliharaan peralatan (2) Pengambilan proyek elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM (1000 Nm3/jam ) sebagai contoh, asumsikan seluruh siklus hidup proyek adalah 20 tahun dan umur operasional adalah 9×104 jam. Biaya tetap paket sel elektrolitik, perangkat pemurnian hidrogen, biaya material, biaya konstruksi sipil, biaya layanan pemasangan, dan item lainnya dihitung sebesar 0,3 yuan /kWh untuk elektrolisis. Perbandingan biaya ditunjukkan pada Tabel 2.
Dibandingkan dengan metode produksi hidrogen lainnya, jika harga listrik energi terbarukan lebih rendah dari 0,25 yuan/kWh, biaya hidrogen hijau dapat dikurangi menjadi sekitar 15 yuan/kg, yang mulai memberikan keunggulan biaya. Dalam konteks netralitas karbon, dengan pengurangan biaya pembangkit listrik energi terbarukan, pengembangan proyek produksi hidrogen skala besar, pengurangan konsumsi energi sel elektrolitik dan biaya investasi, serta panduan pajak karbon dan kebijakan lainnya, jalan pengurangan biaya hidrogen hijau akan menjadi jelas secara bertahap. Pada saat yang sama, karena produksi hidrogen dari sumber energi tradisional akan dicampur dengan banyak pengotor terkait seperti karbon, belerang, dan klorin, serta biaya pemurnian dan CCUS, biaya produksi sebenarnya mungkin melebihi 20 yuan/kg.
Waktu posting: 06 Februari 2023