ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ ಮೂಲಗಳಿಂದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಆರ್ಥಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ದೇಶಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಹೂಡಿಕೆಗಳು ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತಿವೆ. EU ಮತ್ತು ಚೀನಾ ಈ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸುತ್ತಿವೆ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಮೂಲಸೌಕರ್ಯದಲ್ಲಿ ಮೊದಲ-ಮೂವರ್ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿವೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಜಪಾನ್, ದಕ್ಷಿಣ ಕೊರಿಯಾ, ಫ್ರಾನ್ಸ್, ಜರ್ಮನಿ, ನೆದರ್ಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್, ನ್ಯೂಜಿಲೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾವು 2017 ರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಯ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದೆ ಮತ್ತು ಪೈಲಟ್ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. 2021 ರಲ್ಲಿ, EU ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಯ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನೀಡಿತು, ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು 2024 ರ ವೇಳೆಗೆ ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ 6GW ಗೆ, ಮತ್ತು 2030 ರ ವೇಳೆಗೆ 40GW, EU ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು EU ಹೊರಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ 40GW ಮೂಲಕ 40GW ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಂತೆ, ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಘಟಕ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ, ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಪನೆಯಲ್ಲಿ ದಕ್ಷತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ LCOH ಮೂರು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ವೆಚ್ಚ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶದ ವೆಚ್ಚವು ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ LCOH ನ ಸುಮಾರು 20% ~ 25% ನಷ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯ ದೊಡ್ಡ ಪಾಲು (70% ~ 75%). ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವೆಚ್ಚಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ.

ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯವಾಗಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಬೆಲೆ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಯುಟಿಲಿಟಿ-ಸ್ಕೇಲ್ ಸೌರ ಮತ್ತು ಗಾಳಿ) ಕಳೆದ 30 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕುಸಿದಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಮೀಕರಿಸಿದ ಶಕ್ತಿಯ ವೆಚ್ಚವು (LCOE) ಈಗ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಶಕ್ತಿಯ ($30-50 /MWh) ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. , ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚ-ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವೆಚ್ಚಗಳು ವರ್ಷಕ್ಕೆ 10% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 2030 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚಗಳು ಸುಮಾರು $20 /MWh ತಲುಪುತ್ತದೆ. ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಸೆಲ್ ಘಟಕದ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೌರ ಅಥವಾ ಪವನ ಶಕ್ತಿಯಂತೆ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಕಲಿಕೆಯ ವೆಚ್ಚದ ರೇಖೆಯನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸೌರ PV ಅನ್ನು 1970 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 2010 ರಲ್ಲಿ ಸೌರ PV LCoE ಗಳ ಬೆಲೆ ಸುಮಾರು $500 /MWh ಆಗಿತ್ತು. ಸೌರ PV LCOE 2010 ರಿಂದ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ $30 ರಿಂದ $50 /MWh ಆಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಕೋಶ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮಾನದಂಡವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, 2020-2030 ರಿಂದ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಯುನಿಟ್ ವೆಚ್ಚದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಕೋಶಗಳಂತೆಯೇ ಇದೇ ಪಥವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಗಾಗಿ LCOE ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕುಸಿದಿದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 50 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಕಡಲಾಚೆಯ ಮತ್ತು 60 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಕಡಲಾಚೆಯ).

ನಮ್ಮ ದೇಶವು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ನೀರಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ ಮೂಲಗಳನ್ನು (ಗಾಳಿ ಶಕ್ತಿ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ, ಜಲವಿದ್ಯುತ್) ಬಳಸುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆಯನ್ನು 0.25 ಯುವಾನ್ /kWh ಕೆಳಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಿದಾಗ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆರ್ಥಿಕ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (15.3 ~ 20.9 ಯುವಾನ್ / ಕೆಜಿ) . ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು PEM ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ತಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವೆಚ್ಚದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಮೀಕರಣಗಳಲ್ಲಿ (1) ಮತ್ತು (2) ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. LCOE= ಸ್ಥಿರ ವೆಚ್ಚ/(ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಪ್ರಮಾಣ x ಜೀವಿತಾವಧಿ) + ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚ (1) ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚ = ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ x ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ + ನೀರಿನ ಬೆಲೆ + ಉಪಕರಣಗಳ ನಿರ್ವಹಣೆ ವೆಚ್ಚ (2) ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು PEM ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು (1000 Nm3/h ) ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ, ಯೋಜನೆಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀವನ ಚಕ್ರವು 20 ವರ್ಷಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಜೀವನವು 9×104h ಎಂದು ಊಹಿಸಿ. ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಸಾಧನ, ವಸ್ತು ಶುಲ್ಕ, ನಾಗರಿಕ ನಿರ್ಮಾಣ ಶುಲ್ಕ, ಅನುಸ್ಥಾಪನ ಸೇವಾ ಶುಲ್ಕ ಮತ್ತು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥಿರ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗಾಗಿ 0.3 ಯುವಾನ್ /kWh ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೆಚ್ಚದ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಇತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ 0.25 ಯುವಾನ್ /kWh ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸುಮಾರು 15 ಯುವಾನ್ / ಕೆಜಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ವೆಚ್ಚದ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ತಟಸ್ಥತೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವೆಚ್ಚಗಳ ಕಡಿತ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಯೋಜನೆಗಳ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚಗಳ ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ತೆರಿಗೆ ಮತ್ತು ಇತರ ನೀತಿಗಳ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ, ರಸ್ತೆ ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚ ಕಡಿತ ಕ್ರಮೇಣ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಕಾರ್ಬನ್, ಸಲ್ಫರ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರಿನ್‌ನಂತಹ ಅನೇಕ ಸಂಬಂಧಿತ ಕಲ್ಮಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣವಾಗುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್‌ಪೋಸ್ಡ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಮತ್ತು CCUS ವೆಚ್ಚ, ನಿಜವಾದ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು 20 ಯುವಾನ್ / ಕೆಜಿ ಮೀರಬಹುದು.