Flere og flere lande begynder at sætte strategiske mål for brintenergi, og nogle investeringer tenderer mod udvikling af grøn brintteknologi. EU og Kina fører an i denne udvikling og søger fordele ved at være førende inden for teknologi og infrastruktur. I mellemtiden har Japan, Sydkorea, Frankrig, Tyskland, Holland, New Zealand og Australien alle offentliggjort strategier for brintenergi og udviklet pilotplaner siden 2017. I 2021 udstedte EU et strategisk krav til brintenergi, hvori det blev foreslået at øge driftskapaciteten for brintproduktion i elektrolyseceller til 6 GW inden 2024 ved at benytte vind- og solenergi, og til 40 GW inden 2030 vil kapaciteten for brintproduktion i EU blive øget til 40 GW med yderligere 40 GW uden for EU.
Som med alle nye teknologier bevæger grøn brint sig fra primær forskning og udvikling til mainstream industriel udvikling, hvilket resulterer i lavere enhedsomkostninger og øget effektivitet i design, konstruktion og installation. Grøn brint (LCOH) består af tre komponenter: omkostninger til elektrolytiske celler, pris på vedvarende elektricitet og andre driftsomkostninger. Generelt tegner omkostningerne til elektrolytiske celler sig for omkring 20% ~ 25% af grøn brint (LCOH) og den største andel af elektriciteten (70% ~ 75%). Driftsomkostningerne er relativt små, generelt mindre end 5%.
Internationalt set er prisen på vedvarende energi (primært sol- og vindenergi i stor skala) faldet betydeligt i løbet af de sidste 30 år, og dens udlignede energiomkostninger (LCOE) er nu tæt på kulkraft ($30-50/MWh), hvilket gør vedvarende energi mere omkostningskonkurrencedygtig i fremtiden. Omkostningerne til vedvarende energi fortsætter med at falde med 10% om året, og omkring 2030 vil omkostningerne til vedvarende energi nå omkring $20/MWh. Driftsomkostningerne kan ikke reduceres væsentligt, men enhedsomkostningerne for celler kan reduceres, og der forventes en lignende læringsomkostningskurve for celler som for sol- eller vindkraft.
Solcelleanlæg blev udviklet i 1970'erne, og prisen på solcelleanlæg (LCoE) i 2010 lå omkring $500/MWh. LCOE for solcelleanlæg er faldet markant siden 2010 og ligger i øjeblikket på $30 til $50/MWh. I betragtning af at elektrolytisk celleteknologi svarer til den industrielle benchmark for produktion af solcelleanlæg, vil elektrolytisk celleteknologi fra 2020-2030 sandsynligvis følge en lignende bane som solcelleanlæg med hensyn til enhedsomkostninger. Samtidig er LCOE for vindenergi faldet markant i løbet af det seneste årti, men med et mindre beløb (ca. 50 procent offshore og 60 procent onshore).
Vores land bruger vedvarende energikilder (såsom vindkraft, solceller, vandkraft) til elektrolytisk vandproduktion af brint. Når elprisen kontrolleres til under 0,25 yuan/kWh, har brintproduktionsomkostningerne en relativ økonomisk effektivitet (15,3 ~ 20,9 yuan/kg). Tekniske og økonomiske indikatorer for alkalisk elektrolyse og PEM-elektrolyse af brint er vist i tabel 1.
Omkostningsberegningsmetoden for elektrolytisk brintproduktion er vist i ligning (1) og (2). LCOE = faste omkostninger/(brintproduktionsmængde x levetid) + driftsomkostninger (1) Driftsomkostninger = elforbrug til brintproduktion x elpris + vandpris + vedligeholdelsesomkostninger til udstyr (2) Hvis vi tager alkalisk elektrolyse og PEM-elektrolyseprojekter (1000 Nm3/t) som eksempel, antages det, at projekternes samlede livscyklus er 20 år, og at driftslevetiden er 9×104t. De faste omkostninger til den elektrolytiske cellepakke, brintrensningsanordningen, materialegebyrer, byggegebyrer, installationsgebyrer og andre poster beregnes til 0,3 yuan/kWh for elektrolyse. Omkostningssammenligningen er vist i tabel 2.
Sammenlignet med andre brintproduktionsmetoder kan omkostningerne ved grøn brint reduceres til omkring 15 yuan/kg, hvis elprisen for vedvarende energi er lavere end 0,25 yuan/kWh, hvilket begynder at give en omkostningsfordel. I forbindelse med CO2-neutralitet vil vejen til reduktion af omkostningerne ved grøn brint gradvist blive banet, med reduktionen af omkostningerne til elproduktion fra vedvarende energi, storstilet udvikling af brintproduktionsprojekter, reduktionen af energiforbrug og investeringsomkostninger fra elektrolyseceller samt vejledning i CO2-afgifter og andre politikker. Samtidig vil de faktiske produktionsomkostninger, fordi brintproduktion fra traditionelle energikilder vil være blandet med mange relaterede urenheder såsom kulstof, svovl og klor, og omkostningerne ved overlejret rensning og CCUS kan overstige 20 yuan/kg.
Opslagstidspunkt: 6. februar 2023