નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંથી વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા લીલા હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનું આર્થિક વિશ્લેષણ

વધુને વધુ દેશો હાઇડ્રોજન ઊર્જા માટે વ્યૂહાત્મક લક્ષ્યો નક્કી કરવાનું શરૂ કરી રહ્યા છે, અને કેટલાક રોકાણો ગ્રીન હાઇડ્રોજન ટેકનોલોજી વિકાસ તરફ વલણ ધરાવે છે. EU અને ચીન આ વિકાસનું નેતૃત્વ કરી રહ્યા છે, ટેકનોલોજી અને માળખાગત સુવિધાઓમાં પ્રથમ-મૂવિંગ લાભો શોધી રહ્યા છે. દરમિયાન, જાપાન, દક્ષિણ કોરિયા, ફ્રાન્સ, જર્મની, નેધરલેન્ડ, ન્યુઝીલેન્ડ અને ઓસ્ટ્રેલિયાએ 2017 થી હાઇડ્રોજન ઊર્જા વ્યૂહરચનાઓ બહાર પાડી છે અને પાયલોટ યોજનાઓ વિકસાવી છે. 2021 માં, EU એ હાઇડ્રોજન ઊર્જા માટે વ્યૂહાત્મક આવશ્યકતા જારી કરી, જેમાં પવન અને સૌર ઊર્જા પર આધાર રાખીને 2024 સુધીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કોષોમાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની કાર્યકારી ક્ષમતા 6GW સુધી વધારવાનો પ્રસ્તાવ મૂકવામાં આવ્યો હતો, અને 2030 સુધીમાં 40GW સુધી, EU માં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ક્ષમતા EU ની બહાર વધારાના 40GW દ્વારા 40GW સુધી વધારવામાં આવશે.

બધી નવી ટેકનોલોજીની જેમ, ગ્રીન હાઇડ્રોજન પ્રાથમિક સંશોધન અને વિકાસથી મુખ્ય પ્રવાહના ઔદ્યોગિક વિકાસ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે, જેના પરિણામે યુનિટ ખર્ચ ઓછો થાય છે અને ડિઝાઇન, બાંધકામ અને ઇન્સ્ટોલેશનમાં કાર્યક્ષમતા વધે છે. ગ્રીન હાઇડ્રોજન LCOH માં ત્રણ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલ ખર્ચ, નવીનીકરણીય વીજળી કિંમત અને અન્ય સંચાલન ખર્ચ. સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલનો ખર્ચ ગ્રીન હાઇડ્રોજન LCOH ના લગભગ 20% ~ 25% અને વીજળીનો સૌથી મોટો હિસ્સો (70% ~ 75%) ધરાવે છે. સંચાલન ખર્ચ પ્રમાણમાં ઓછો છે, સામાન્ય રીતે 5% કરતા ઓછો છે.

આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે, છેલ્લા 30 વર્ષોમાં નવીનીકરણીય ઊર્જા (મુખ્યત્વે ઉપયોગિતા-સ્કેલ સૌર અને પવન) ની કિંમતમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, અને તેનો સમાન ઊર્જા ખર્ચ (LCOE) હવે કોલસા આધારિત ઊર્જા ($30-50 /MWh) ની નજીક છે, જે ભવિષ્યમાં નવીનીકરણીય ઊર્જાને વધુ ખર્ચ-સ્પર્ધાત્મક બનાવે છે. નવીનીકરણીય ઊર્જા ખર્ચમાં દર વર્ષે 10%નો ઘટાડો ચાલુ રહે છે, અને લગભગ 2030 સુધીમાં નવીનીકરણીય ઊર્જા ખર્ચ લગભગ $20 /MWh સુધી પહોંચી જશે. સંચાલન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરી શકાતો નથી, પરંતુ સેલ યુનિટ ખર્ચ ઘટાડી શકાય છે અને સૌર અથવા પવન ઊર્જા જેવા કોષો માટે સમાન શિક્ષણ ખર્ચ વળાંકની અપેક્ષા છે.

૧૯૭૦ના દાયકામાં સોલાર પીવી વિકસાવવામાં આવ્યો હતો અને ૨૦૧૦માં સોલાર પીવી એલસીઓઇની કિંમત આશરે $૫૦૦/મેગાવોટ કલાક હતી. ૨૦૧૦ થી સોલાર પીવી એલસીઓઇ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી ગઈ છે અને હાલમાં તે $૩૦ થી $૫૦/મેગાવોટ કલાક છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલ ટેકનોલોજી સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ ઉત્પાદન માટેના ઔદ્યોગિક બેન્ચમાર્ક જેવી જ છે તે જોતાં, ૨૦૨૦-૨૦૩૦ સુધી, ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલ ટેકનોલોજી યુનિટ ખર્ચની દ્રષ્ટિએ સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો જેવી જ ગતિવિધિને અનુસરે તેવી શક્યતા છે. તે જ સમયે, છેલ્લા દાયકામાં પવન માટે એલસીઓઇમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, પરંતુ ઓછી માત્રામાં (લગભગ ૫૦ ટકા ઓફશોર અને ૬૦ ટકા ઓનશોર).

આપણો દેશ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પાણી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતો (જેમ કે પવન ઉર્જા, ફોટોવોલ્ટેઇક, હાઇડ્રોપાવર) નો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે વીજળીનો ભાવ 0.25 યુઆન/kWh નીચે નિયંત્રિત થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ખર્ચ સંબંધિત આર્થિક કાર્યક્ષમતા (15.3 ~ 20.9 યુઆન/kg) ધરાવે છે. આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિસિસ અને PEM ઇલેક્ટ્રોલિસિસ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનના તકનીકી અને આર્થિક સૂચકાંકો કોષ્ટક 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

 ૧૨

ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની ખર્ચ ગણતરી પદ્ધતિ સમીકરણો (1) અને (2) માં બતાવવામાં આવી છે. LCOE= નિશ્ચિત ખર્ચ/(હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન જથ્થો x જીવન) + સંચાલન ખર્ચ (1) સંચાલન ખર્ચ = હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન વીજળી વપરાશ x વીજળી કિંમત + પાણીની કિંમત + સાધનો જાળવણી ખર્ચ (2) આલ્કલાઇન ઇલેક્ટ્રોલિસિસ અને PEM ઇલેક્ટ્રોલિસિસ પ્રોજેક્ટ્સ (1000 Nm3/h) ને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, ધારો કે પ્રોજેક્ટ્સનું સમગ્ર જીવન ચક્ર 20 વર્ષ છે અને સંચાલન જીવન 9×104h છે. પેકેજ ઇલેક્ટ્રોલિટિક સેલ, હાઇડ્રોજન શુદ્ધિકરણ ઉપકરણ, સામગ્રી ફી, સિવિલ બાંધકામ ફી, ઇન્સ્ટોલેશન સેવા ફી અને અન્ય વસ્તુઓની નિશ્ચિત કિંમત ઇલેક્ટ્રોલિસિસ માટે 0.3 યુઆન/kWh પર ગણવામાં આવે છે. ખર્ચની સરખામણી કોષ્ટક 2 માં બતાવવામાં આવી છે.

 ૧૨૨

અન્ય હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની તુલનામાં, જો નવીનીકરણીય ઉર્જાની વીજળીની કિંમત 0.25 યુઆન/kWh કરતા ઓછી હોય, તો ગ્રીન હાઇડ્રોજનની કિંમત લગભગ 15 યુઆન/કિલો સુધી ઘટાડી શકાય છે, જેનો ખર્ચ લાભ થવા લાગે છે. કાર્બન તટસ્થતાના સંદર્ભમાં, નવીનીકરણીય ઉર્જા વીજ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો, હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રોજેક્ટ્સના મોટા પાયે વિકાસ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સેલ ઉર્જા વપરાશ અને રોકાણ ખર્ચમાં ઘટાડો અને કાર્બન ટેક્સ અને અન્ય નીતિઓના માર્ગદર્શન સાથે, ગ્રીન હાઇડ્રોજન ખર્ચ ઘટાડવાનો માર્ગ ધીમે ધીમે સ્પષ્ટ થશે. તે જ સમયે, કારણ કે પરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન કાર્બન, સલ્ફર અને ક્લોરિન જેવી ઘણી સંબંધિત અશુદ્ધિઓ સાથે મિશ્રિત થશે, અને સુપરઇમ્પોઝ્ડ શુદ્ધિકરણ અને CCUS ની કિંમત, વાસ્તવિક ઉત્પાદન ખર્ચ 20 યુઆન/કિલોથી વધુ થઈ શકે છે.


પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-૦૬-૨૦૨૩
વોટ્સએપ ઓનલાઈન ચેટ!