Al hoe meer lande begin strategiese doelwitte vir waterstofenergie stel, en sommige beleggings neig na die ontwikkeling van groen waterstoftegnologie. Die EU en China lei hierdie ontwikkeling en soek na voorlopersvoordele in tegnologie en infrastruktuur. Intussen het Japan, Suid-Korea, Frankryk, Duitsland, Nederland, Nieu-Seeland en Australië almal sedert 2017 waterstofenergiestrategieë vrygestel en loodsplanne ontwikkel. In 2021 het die EU 'n strategiese vereiste vir waterstofenergie uitgereik, wat voorstel om die bedryfskapasiteit van waterstofproduksie in elektrolitiese selle teen 2024 tot 6 GW te verhoog deur op wind- en sonenergie staat te maak, en tot 40 GW teen 2030 sal die kapasiteit van waterstofproduksie in die EU met 'n bykomende 40 GW buite die EU tot 40 GW verhoog word.
Soos met alle nuwe tegnologieë, beweeg groen waterstof van primêre navorsing en ontwikkeling na hoofstroom industriële ontwikkeling, wat lei tot laer eenheidskoste en verhoogde doeltreffendheid in ontwerp, konstruksie en installasie. Groen waterstof LCOH bestaan uit drie komponente: elektrolitiese selkoste, hernubare elektrisiteitsprys en ander bedryfskoste. Oor die algemeen maak die koste van elektrolitiese selle ongeveer 20% ~ 25% van groen waterstof LCOH uit, en die grootste deel van elektrisiteit (70% ~ 75%). Bedryfskoste is relatief klein, gewoonlik minder as 5%.
Internasionaal het die prys van hernubare energie (hoofsaaklik son- en windkrag op nutsskaal) die afgelope 30 jaar aansienlik gedaal, en die gelykgemaakte energiekoste (LCOE) is nou naby dié van steenkoolkrag ($30-50 /MWh), wat hernubare energie in die toekoms meer koste-mededingend maak. Hernubare energiekoste bly met 10% per jaar daal, en teen ongeveer 2030 sal hernubare energiekoste ongeveer $20 /MWh bereik. Bedryfskoste kan nie beduidend verminder word nie, maar seleenheidskoste kan verminder word en 'n soortgelyke leerkostekurwe word vir selle verwag as vir son- of windkrag.
Sonkrag-PV is in die 1970's ontwikkel en die prys van sonkrag-PV LCoE's in 2010 was ongeveer $500 /MWh. Sonkrag-PV LCOE het sedert 2010 aansienlik gedaal en is tans $30 tot $50 /MWh. Aangesien elektrolitiese seltegnologie soortgelyk is aan die industriële maatstaf vir sonkrag-fotovoltaïese selproduksie, sal elektrolitiese seltegnologie waarskynlik van 2020-2030 'n soortgelyke trajek as sonkrag-fotovoltaïese selle volg in terme van eenheidskoste. Terselfdertyd het LCOE vir windkrag die afgelope dekade aansienlik gedaal, maar met 'n kleiner hoeveelheid (ongeveer 50 persent op see en 60 persent op land).
Ons land gebruik hernubare energiebronne (soos windkrag, fotovoltaïese, hidrokrag) vir elektrolitiese waterstofproduksie. Wanneer die elektrisiteitsprys binne 0.25 yuan/kWh beheer word, het waterstofproduksiekoste relatiewe ekonomiese doeltreffendheid (15.3 ~ 20.9 yuan/kg). Tegniese en ekonomiese aanwysers van alkaliese elektrolise en PEM-elektrolise waterstofproduksie word in Tabel 1 getoon.
Die kosteberekeningsmetode vir elektrolitiese waterstofproduksie word in vergelykings (1) en (2) getoon. LCOE = vaste koste/(waterstofproduksiehoeveelheid x lewensduur) + bedryfskoste (1) Bedryfskoste = waterstofproduksie se elektrisiteitsverbruik x elektrisiteitsprys + waterprys + toerustingonderhoudskoste (2) As ons alkaliese elektrolise- en PEM-elektroliseprojekte (1000 Nm3/h) as voorbeeld neem, neem aan dat die hele lewensiklus van die projekte 20 jaar is en die bedryfslewe 9×104h is. Die vaste koste van die pakket-elektrolitiese sel, waterstofsuiweringstoestel, materiaalfooi, siviele konstruksiefooi, installasiediensfooi en ander items word bereken teen 0.3 yuan/kWh vir elektrolise. Die kostevergelyking word in Tabel 2 getoon.
In vergelyking met ander waterstofproduksiemetodes, indien die elektrisiteitsprys van hernubare energie laer as 0.25 yuan/kWh is, kan die koste van groen waterstof verminder word tot ongeveer 15 yuan/kg, wat 'n kostevoordeel begin inhou. In die konteks van koolstofneutraliteit, met die vermindering van hernubare energie-kragopwekkingskoste, die grootskaalse ontwikkeling van waterstofproduksieprojekte, die vermindering van elektrolitiese sel-energieverbruik en beleggingskoste, en die leiding van koolstofbelasting en ander beleide, sal die pad na groen waterstofkostevermindering geleidelik duidelik word. Terselfdertyd, omdat waterstofproduksie uit tradisionele energiebronne gemeng sal word met baie verwante onsuiwerhede soos koolstof, swael en chloor, en die koste van gesuperponeerde suiwering en CCUS, kan die werklike produksiekoste 20 yuan/kg oorskry.
Plasingstyd: 6 Februarie 2023