ますます多くの国が水素エネルギーに対する戦略目標を設定し始めており、一部の投資はグリーン水素技術開発に向けた傾向にあります。 EU と中国はこの発展を主導しており、技術とインフラにおける先行者利益を求めています。一方、日本、韓国、フランス、ドイツ、オランダ、ニュージーランド、オーストラリアは2017年以来、水素エネルギー戦略を発表し、試験計画を策定している。2021年、EUは水素エネルギーに対する戦略的要件を発行し、運転能力の増加を提案した。風力と太陽エネルギーに依存して電解槽での水素製造量を2024年までに6GWに、2030年までに40GWに、EUの水素製造能力は40GWに増加するEU域外ではさらに40GWが増加します。
すべての新技術と同様に、グリーン水素も一次研究開発から主流の産業開発に移行しており、その結果、単価が下がり、設計、建設、設置の効率が向上します。グリーン水素 LCOH は、電解槽コスト、再生可能電力価格、その他の運用コストの 3 つの要素で構成されます。一般に、電解槽のコストはグリーン水素LCOHの約20%～25%を占め、電力では最大のシェア(70%～75%)を占めます。運用コストは比較的小さく、通常は 5% 未満です。
国際的には、再生可能エネルギー（主に事業規模の太陽光と風力）の価格が過去30年間で大幅に下落し、その均等化エネルギーコスト（LCOE）は現在、石炭火力発電の価格（30～50ドル/MWh）に近づいています。 、将来的には再生可能エネルギーのコスト競争力が高まります。再生可能エネルギーのコストは年間 10% 低下し続けており、2030 年頃までに再生可能エネルギーのコストは約 20 ドル/MWh に達すると予想されます。運用コストを大幅に削減することはできませんが、セルのユニットコストは削減でき、セルについても太陽光発電や風力発電と同様の学習コスト曲線が期待されます。
太陽光発電は 1970 年代に開発され、2010 年の太陽光発電 LCoE の価格は約 500 ドル/MWh でした。太陽光発電の LCOE は 2010 年以降大幅に減少しており、現在は 30 ～ 50 ドル/MWh です。電解セル技術が太陽光発電セル生産の産業ベンチマークと類似していることを考えると、2020年から2030年にかけて、電解セル技術は単価の点で太陽光発電セルと同様の軌跡をたどると考えられます。同時に、風力発電の LCOE は過去 10 年間で大幅に減少しましたが、その量はわずかでした (洋上で約 50 パーセント、陸上で 60 パーセント)。
我が国は電解水水素製造に再生可能エネルギー源（風力、太陽光、水力など）を利用しており、電気料金が0.25元/kWh以下に制御されている場合、水素製造コストは比較的経済効率が高い（15.3～20.9元/kg）。 。アルカリ電解およびPEM電解水素製造の技術的および経済的指標を表1に示します。
電解水素製造のコスト計算方法を式(1)、(2)に示します。 LCOE＝固定費/(水素製造量×寿命)＋運転コスト (1) 運転コスト＝水素製造電力量×電気代＋水代＋設備維持費 (2) アルカリ電解、PEM電解プロジェクトを実施（1000Nm3/h） ) 例として、プロジェクトの全ライフサイクルが 20 年、運用寿命が 9×104 時間であると仮定します。パッケージ電解槽、水素精製装置、材料費、土木工事費、設置サービス費などの固定費は電解0.3元/kWhで計算される。コストの比較を表 2 に示します。
他の水素製造方法と比較して、再生可能エネルギーの電力価格が0.25元/kWh未満であれば、グリーン水素のコストは15元/kg程度まで削減でき、コスト的に有利になり始める。カーボンニュートラルの文脈では、再生可能エネルギーの発電コストの削減、水素製造プロジェクトの大規模開発、電解槽のエネルギー消費と投資コストの削減、炭素税やその他の政策の誘導により、道路はグリーン水素のコスト削減効果は徐々に明らかになるだろう。同時に、従来のエネルギー源からの水素製造には炭素、硫黄、塩素などの多くの関連不純物が混合し、精製やCCUSのコストもかかるため、実際の製造コストは1kgあたり20元を超える可能性があります。
投稿日時: 2023 年 2 月 6 日