Arvien vairāk valstu sāk izvirzīt stratēģiskus mērķus ūdeņraža enerģijai, un dažas investīcijas ir vērstas uz zaļo ūdeņraža tehnoloģiju attīstību. ES un Ķīna vada šo attīstību, meklējot tehnoloģiju un infrastruktūras priekšrocības. Tikmēr Japāna, Dienvidkoreja, Francija, Vācija, Nīderlande, Jaunzēlande un Austrālija kopš 2017. gada ir izlaidušas ūdeņraža enerģijas stratēģijas un izstrādājušas izmēģinājuma plānus. 2021. gadā ES izdeva stratēģisku prasību attiecībā uz ūdeņraža enerģiju, ierosinot palielināt darbības jaudu. ūdeņraža ražošanu elektrolītiskajos elementos līdz 6 GW līdz 2024. gadam, paļaujoties uz vēja un saules enerģiju, un līdz 40 GW līdz 2024. 2030. gadā ūdeņraža ražošanas jauda ES tiks palielināta līdz 40 GW par papildu 40 GW ārpus ES.
Tāpat kā ar visām jaunajām tehnoloģijām, zaļais ūdeņradis pāriet no primārās pētniecības un izstrādes uz galveno rūpniecisko attīstību, kā rezultātā samazinās vienības izmaksas un palielinās projektēšanas, būvniecības un uzstādīšanas efektivitāte. Zaļā ūdeņraža LCOH sastāv no trim sastāvdaļām: elektrolītisko elementu izmaksas, atjaunojamās elektroenerģijas cenas un citas ekspluatācijas izmaksas. Kopumā elektrolītisko elementu izmaksas veido aptuveni 20% ~ 25% no zaļā ūdeņraža LCOH un lielāko daļu elektroenerģijas (70% ~ 75%). Ekspluatācijas izmaksas ir salīdzinoši nelielas, parasti mazākas par 5%.
Starptautiski atjaunojamās enerģijas (galvenokārt saules un vēja enerģijas) cena pēdējo 30 gadu laikā ir ievērojami samazinājusies, un tās izlīdzinātās enerģijas izmaksas (LCOE) tagad ir tuvu ogļu enerģijas cenai (30–50 USD/MWh). , padarot atjaunojamos energoresursus konkurētspējīgākus nākotnē. Atjaunojamās enerģijas izmaksas turpina kristies par 10% gadā, un aptuveni 2030. gadā atjaunojamās enerģijas izmaksas sasniegs aptuveni 20 USD/MWh. Ekspluatācijas izmaksas nevar būtiski samazināt, bet elementu vienības izmaksas var samazināt, un elementiem ir sagaidāma līdzīga mācību izmaksu līkne kā saules vai vēja enerģijai.
Saules PV tika izstrādāta 1970. gados, un saules PV LCoE cena 2010. gadā bija aptuveni 500 USD/MWh. Saules PV LCOE kopš 2010. gada ir ievērojami samazinājies un pašlaik ir no 30 līdz 50 USD/MWh. Ņemot vērā to, ka elektrolītisko elementu tehnoloģija ir līdzīga saules fotoelektrisko elementu ražošanas rūpnieciskajam etalonam, no 2020. līdz 2030. gadam elektrolītisko elementu tehnoloģija vienības izmaksu ziņā, visticamāk, sekos līdzīgai trajektorijai kā saules fotoelektriskās šūnas. Tajā pašā laikā vēja LCOE pēdējo desmit gadu laikā ir ievērojami samazinājies, taču par mazāku apjomu (apmēram 50 procenti jūrā un 60 procenti sauszemes).
Mūsu valsts izmanto atjaunojamos enerģijas avotus (piemēram, vēja enerģiju, fotoelementu, hidroenerģiju) elektrolītiskā ūdens ūdeņraža ražošanai, kad elektroenerģijas cena tiek kontrolēta 0,25 juaņas / kWh zemāk, ūdeņraža ražošanas izmaksām ir relatīva ekonomiskā efektivitāte (15,3 ~ 20,9 juaņa / kg) . Sārmainās elektrolīzes un PEM elektrolīzes ūdeņraža ražošanas tehniskie un ekonomiskie rādītāji parādīti 1. tabulā.
Elektrolītiskā ūdeņraža ražošanas izmaksu aprēķināšanas metode ir parādīta (1) un (2) vienādojumos. LCOE = fiksētās izmaksas/(ūdeņraža ražošanas daudzums x kalpošanas laiks) + ekspluatācijas izmaksas (1) Ekspluatācijas izmaksas = ūdeņraža ražošanas elektroenerģijas patēriņš x elektrības cena + ūdens cena + iekārtas uzturēšanas izmaksas (2) Sārmainās elektrolīzes un PEM elektrolīzes projektu pieņemšana (1000 Nm3/h ) piemēram, pieņemsim, ka viss projektu dzīves cikls ir 20 gadi un darbības laiks ir 9×104h. Pakešu elektrolītiskās šūnas, ūdeņraža attīrīšanas ierīces, materiālu maksas, civilās būvniecības maksas, uzstādīšanas pakalpojuma maksas un citu priekšmetu fiksētās izmaksas tiek aprēķinātas 0,3 juaņas / kWh elektrolīzei. Izmaksu salīdzinājums parādīts 2. tabulā.
Salīdzinot ar citām ūdeņraža ražošanas metodēm, ja atjaunojamās enerģijas elektroenerģijas cena ir zemāka par 0,25 juaņām / kWh, zaļā ūdeņraža izmaksas var samazināt līdz aptuveni 15 juaņām / kg, kas sāk radīt izmaksu priekšrocības. Oglekļa neitralitātes kontekstā, samazinot atjaunojamās enerģijas elektroenerģijas ražošanas izmaksas, plašā mērogā attīstot ūdeņraža ražošanas projektus, samazinot elektrolītisko elementu enerģijas patēriņu un investīciju izmaksas, kā arī vadot oglekļa nodokli un citas politikas, ceļš ūdeņraža izmaksu samazināšana pakāpeniski kļūs skaidra. Tajā pašā laikā, tā kā ūdeņraža ražošana no tradicionālajiem enerģijas avotiem tiks sajaukta ar daudziem saistītiem piemaisījumiem, piemēram, oglekli, sēru un hloru, kā arī virskārtas attīrīšanas un CCUS izmaksām, faktiskās ražošanas izmaksas var pārsniegt 20 juaņas/kg.
Publicēšanas laiks: 06.02.2023