Усё больш краін пачынаюць ставіць стратэгічныя мэты ў галіне вадароднай энергетыкі, і некаторыя інвестыцыі накіраваны на развіццё зялёных вадародных тэхналогій. ЕС і Кітай з'яўляюцца лідарамі гэтага развіцця, шукаючы перавагі першапраходцаў у тэхналогіях і інфраструктуры. Тым часам Японія, Паўднёвая Карэя, Францыя, Германія, Нідэрланды, Новая Зеландыя і Аўстралія апублікавалі стратэгіі вадароднай энергетыкі і распрацавалі пілотныя планы з 2017 года. У 2021 годзе ЕС выдаў стратэгічнае патрабаванне да вадароднай энергетыкі, прапанаваўшы павялічыць эксплуатацыйную магутнасць вытворчасці вадароду ў электралітычных ячэйках да 6 ГВт да 2024 года, абапіраючыся на ветравую і сонечную энергію, і да 40 ГВт да 2030 года, магутнасць вытворчасці вадароду ў ЕС будзе павялічана да 40 ГВт за кошт дадатковых 40 ГВт за межамі ЕС.
Як і ўсе новыя тэхналогіі, зялёны вадарод пераходзіць ад першасных даследаванняў і распрацовак да асноўных прамысловых распрацовак, што прыводзіць да зніжэння сабекошту адзінкі прадукцыі і павышэння эфектыўнасці праектавання, будаўніцтва і ўстаноўкі. Зялёны вадарод з нізкім узроўнем ачысткі ад аксідаў вадароду складаецца з трох кампанентаў: кошту электралітычнай ячэйкі, кошту аднаўляльнай электраэнергіі і іншых эксплуатацыйных выдаткаў. У цэлым, кошт электралітычнай ячэйкі складае каля 20% ~ 25% зялёнага вадароду з нізкім узроўнем ачысткі ад аксідаў вадароду і найбольшую долю электраэнергіі (70% ~ 75%). Эксплуатацыйныя выдаткі адносна невялікія, звычайна менш за 5%.
На міжнародным узроўні кошт аднаўляльных крыніц энергіі (у асноўным сонечнай і ветравой энергіі камунальнага маштабу) значна знізіўся за апошнія 30 гадоў, і яе эквіваленты на энергію (LCOE) цяпер блізкі да кошту вугальных электрастанцый (30-50 долараў ЗША/МВт·г), што робіць аднаўляльныя крыніцы энергіі больш канкурэнтаздольнымі па цане ў будучыні. Выдаткі на аднаўляльныя крыніцы энергіі працягваюць зніжацца на 10% у год, і прыкладна да 2030 года яны дасягнуць каля 20 долараў ЗША/МВт·г. Эксплуатацыйныя выдаткі немагчыма істотна знізіць, але можна знізіць кошт адзінак элементаў, і чакаецца, што крывая выдаткаў на навучанне для элементаў будзе падобнай да той, што і для сонечнай або ветравой энергіі.
Сонечная энергетыка была распрацавана ў 1970-х гадах, і цана на LCOE сонечных фотаэлектрычных элементаў у 2010 годзе складала каля 500 долараў ЗША/МВт·г. LCOE сонечных фотаэлектрычных элементаў значна знізілася з 2010 года і ў цяперашні час складае ад 30 да 50 долараў ЗША/МВт·г. Улічваючы, што тэхналогія электралітычных элементаў падобная да прамысловага эталона для вытворчасці сонечных фотаэлектрычных элементаў, з 2020 па 2030 год тэхналогія электралітычных элементаў, верагодна, будзе рухацца па падобнай траекторыі, як і сонечныя фотаэлектрычныя элементы, з пункту гледжання сабекошту адзінкі. У той жа час LCOE для ветраэнергетыкі значна знізілася за апошняе дзесяцігоддзе, але ў меншай ступені (каля 50 працэнтаў на беразе і 60 працэнтаў на сушы).
Наша краіна выкарыстоўвае аднаўляльныя крыніцы энергіі (напрыклад, ветравую, фотаэлектрычную і гідраэнергетыку) для вытворчасці вадароду з электралітычнай вады. Пры кантролі кошту электраэнергіі ў межах 0,25 юаня/кВт·г сабекошт вытворчасці вадароду мае адносную эканамічную эфектыўнасць (15,3 ~ 20,9 юаня/кг). Тэхнічныя і эканамічныя паказчыкі вытворчасці вадароду метадам шчолачнага электролізу і электролізу PEM прыведзены ў табліцы 1.
Метад разліку выдаткаў на электралітычную вытворчасць вадароду паказаны ў раўнаннях (1) і (2). LCOE = пастаянныя выдаткі / (колькасць вырабленага вадароду х тэрмін службы) + эксплуатацыйныя выдаткі (1) Эксплуатацыйныя выдаткі = спажыванне электраэнергіі для вытворчасці вадароду х кошт электраэнергіі + кошт вады + кошт абслугоўвання абсталявання (2) У якасці прыкладу возьмем праекты шчолачнага электролізу і PEM-электролізу (1000 Нм3/г). Дапусцім, што поўны жыццёвы цыкл праектаў складае 20 гадоў, а тэрмін эксплуатацыі — 9 × 10⁴г. Пастаянныя выдаткі на камплектную электралітычную ячэйку, прыладу для ачысткі вадароду, плату за матэрыялы, плату за будаўніча-мантажныя работы, плату за мантажныя паслугі і іншыя выдаткі разлічваюцца ў памеры 0,3 юаня / кВт⁻г для электролізу. Параўнанне выдаткаў прыведзена ў табліцы 2.
У параўнанні з іншымі метадамі вытворчасці вадароду, калі кошт электраэнергіі з аднаўляльных крыніц энергіі ніжэйшы за 0,25 юаня/кВт·г, кошт зялёнага вадароду можна знізіць прыкладна да 15 юаняў/кг, што пачынае прыносіць перавагу ў кошце. У кантэксце вугляроднай нейтральнасці, са зніжэннем выдаткаў на вытворчасць энергіі з аднаўляльных крыніц энергіі, маштабным развіццём праектаў па вытворчасці вадароду, скарачэннем спажывання энергіі ў электралітычных ячэйках і інвестыцыйных выдаткаў, а таксама рэкамендацыямі па падатку на вуглярод і іншымі палітыкамі, шлях да зніжэння выдаткаў на зялёны вадарод будзе паступова адкрывацца. У той жа час, паколькі вытворчасць вадароду з традыцыйных крыніц энергіі будзе змешвацца з многімі спадарожнымі прымешкамі, такімі як вуглярод, сера і хлор, а таксама коштам дадатковай ачысткі і CCUS, фактычны кошт вытворчасці можа перавышаць 20 юаняў/кг.
Час публікацыі: 06 лютага 2023 г.