Sve više zemalja počinje postavljati strateške ciljeve za energiju vodika, a neke investicije teže razvoju zelene tehnologije vodika. EU i Kina predvode ovaj razvoj, tražeći prednosti pionira u tehnologiji i infrastrukturi. U međuvremenu, Japan, Južna Koreja, Francuska, Njemačka, Holandija, Novi Zeland i Australija su od 2017. godine objavile strategije za energiju vodika i razvile pilot planove. EU je 2021. godine izdala strateški zahtjev za energiju vodika, predlažući povećanje operativnog kapaciteta proizvodnje vodika u elektrolitskim ćelijama na 6 GW do 2024. godine oslanjajući se na energiju vjetra i sunca, te na 40 GW do 2030. godine, kapacitet proizvodnje vodika u EU će se povećati na 40 GW za dodatnih 40 GW izvan EU.
Kao i sve nove tehnologije, zeleni vodik se pomjera iz primarnog istraživanja i razvoja u glavni industrijski razvoj, što rezultira nižim jediničnim troškovima i povećanom efikasnošću u projektovanju, izgradnji i instalaciji. Zeleni vodik LCOH se sastoji od tri komponente: cijene elektrolitičke ćelije, cijene obnovljive električne energije i ostalih operativnih troškova. Općenito, cijena elektrolitičke ćelije čini oko 20% ~ 25% zelenog vodikovog LCOH-a, a najveći udio ima električna energija (70% ~ 75%). Operativni troškovi su relativno mali, uglavnom manji od 5%.
Na međunarodnom nivou, cijena obnovljive energije (uglavnom solarne i energije vjetra) značajno je pala u posljednjih 30 godina, a njeni izjednačeni troškovi energije (LCOE) sada su blizu onima iz energije iz uglja (30-50 dolara / MWh), što obnovljive izvore energije čini konkurentnijim u budućnosti. Troškovi obnovljive energije nastavljaju padati za 10% godišnje, a do oko 2030. godine troškovi obnovljive energije će dostići oko 20 dolara / MWh. Operativni troškovi se ne mogu značajno smanjiti, ali se troškovi jedinica ćelije mogu smanjiti i očekuje se slična krivulja troškova učenja za ćelije kao i za solarnu ili energiju vjetra.
Solarni fotonaponski sistemi su razvijeni 1970-ih, a cijena LCOE solarnih fotonaponskih sistema u 2010. godini iznosila je oko 500 USD/MWh. LCOE solarnih fotonaponskih sistema značajno je opao od 2010. godine i trenutno iznosi 30 do 50 USD/MWh. S obzirom na to da je tehnologija elektrolitičkih ćelija slična industrijskoj referentnoj vrijednosti za proizvodnju solarnih fotonaponskih ćelija, od 2020. do 2030. godine, tehnologija elektrolitičkih ćelija vjerovatno će slijediti sličnu putanju kao i solarne fotonaponske ćelije u smislu jedinične cijene. Istovremeno, LCOE za vjetar je značajno opao u posljednjoj deceniji, ali u manjem iznosu (oko 50 posto na moru i 60 posto na kopnu).
Naša zemlja koristi obnovljive izvore energije (kao što su energija vjetra, fotonaponska energija, hidroenergija) za proizvodnju elektrolitičkog vodonika iz vode. Kada se cijena električne energije kontroliše na 0,25 juana/kWh ispod, troškovi proizvodnje vodonika imaju relativnu ekonomsku efikasnost (15,3 ~ 20,9 juana/kg). Tehnički i ekonomski pokazatelji proizvodnje vodonika alkalnom elektrolizom i PEM elektrolizom prikazani su u Tabeli 1.
Metoda obračuna troškova elektrolitičke proizvodnje vodonika prikazana je u jednačinama (1) i (2). LCOE = fiksni trošak / (količina proizvedenog vodonika x vijek trajanja) + operativni trošak (1) Operativni trošak = potrošnja električne energije za proizvodnju vodonika x cijena električne energije + cijena vode + troškovi održavanja opreme (2) Uzimajući projekte alkalne elektrolize i PEM elektrolize (1000 Nm3/h) kao primjer, pretpostavimo da je cijeli životni ciklus projekata 20 godina, a radni vijek 9×10⁴h. Fiksni trošak paketa elektrolitičke ćelije, uređaja za prečišćavanje vodonika, naknade za materijal, naknade za građevinske radove, naknade za instalaciju i ostalih stavki izračunava se na 0,3 juana /kWh za elektrolizu. Poređenje troškova prikazano je u Tabeli 2.
U poređenju s drugim metodama proizvodnje vodika, ako je cijena električne energije iz obnovljivih izvora energije niža od 0,25 juana/kWh, cijena zelenog vodika može se smanjiti na oko 15 juana/kg, što počinje donositi prednost u pogledu troškova. U kontekstu neutralnosti ugljika, sa smanjenjem troškova proizvodnje energije iz obnovljivih izvora energije, razvojem projekata proizvodnje vodika velikih razmjera, smanjenjem potrošnje energije u elektrolitskim ćelijama i investicijskih troškova, te usmjeravanjem poreza na ugljik i drugih politika, put smanjenja troškova zelenog vodika će postepeno biti jasan. Istovremeno, budući da će proizvodnja vodika iz tradicionalnih izvora energije biti pomiješana s mnogim srodnim nečistoćama poput ugljika, sumpora i hlora, te troškovima superponiranog pročišćavanja i CCUS-a, stvarni trošak proizvodnje može premašiti 20 juana/kg.
Vrijeme objave: 06.02.2023.