Sve više zemalja počinje postavljati strateške ciljeve za vodikovu energiju, a neka ulaganja usmjerena su na razvoj zelene vodikove tehnologije. EU i Kina predvode ovaj razvoj, tražeći prednosti pionira u tehnologiji i infrastrukturi. U međuvremenu, Japan, Južna Koreja, Francuska, Njemačka, Nizozemska, Novi Zeland i Australija objavili su strategije za vodikovu energiju i razvili pilot planove od 2017. godine. EU je 2021. godine izdao strateški zahtjev za vodikovu energiju, 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 povećat će se na 40 GW za dodatnih 40 GW izvan EU.
Kao i sve nove tehnologije, zeleni vodik prelazi iz primarnog istraživanja i razvoja u glavni industrijski razvoj, što rezultira nižim jediničnim troškovima i povećanom učinkovitošću u projektiranju, izgradnji i instalaciji. Zeleni vodikov LCOH sastoji se od tri komponente: troška elektrolitičke ćelije, cijene obnovljive električne energije i ostalih operativnih troškova. Općenito, trošak elektrolitičke ćelije čini oko 20% ~ 25% zelenog vodikovog LCOH-a, a najveći udio ima električna energija (70% ~ 75%). Operativni troškovi su relativno mali, općenito manji od 5%.
Na međunarodnoj razini, cijena obnovljive energije (uglavnom solarne i vjetroelektrane) značajno je pala u posljednjih 30 godina, a njezina izjednačena cijena energije (LCOE) sada je blizu onoj iz ugljena (30-50 USD/MWh), što obnovljive izvore energije čini konkurentnijima u budućnosti. Troškovi obnovljive energije nastavljaju padati za 10% godišnje, a do oko 2030. godine troškovi obnovljive energije dosegnut će oko 20 USD/MWh. Operativni troškovi ne mogu se značajno smanjiti, ali se troškovi ćelijske jedinice mogu smanjiti, a očekuje se slična krivulja troškova učenja za ćelije kao i za solarnu ili vjetroelektranu.
Solarni fotonaponski sustavi razvijeni su 1970-ih, a cijena LCoE-a solarnih fotonaponskih sustava u 2010. godini iznosila je oko 500 USD/MWh. LCOE solarnih fotonaponskih sustava značajno se smanjio od 2010. 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. tehnologija elektrolitičkih ćelija vjerojatno će slijediti sličnu putanju kao i solarne fotonaponske ćelije u smislu jedinične cijene. Istovremeno, LCOE za vjetar značajno se smanjio u posljednjem desetljeću, 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 vodika iz vode. Kada se cijena električne energije kontrolira na 0,25 juana/kWh ispod, trošak proizvodnje vodika ima relativnu ekonomsku učinkovitost (15,3 ~ 20,9 juana/kg). Tehnički i ekonomski pokazatelji proizvodnje vodika alkalnom elektrolizom i PEM elektrolizom prikazani su u Tablici 1.
Metoda izračuna troškova elektrolitičke proizvodnje vodika prikazana je u jednadžbama (1) i (2). LCOE = fiksni trošak / (količina proizvodnje vodika x vijek trajanja) + operativni trošak (1) Operativni trošak = potrošnja električne energije za proizvodnju vodika x cijena električne energije + cijena vode + trošak 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 paketne elektrolitičke ćelije, uređaja za pročišćavanje vodika, naknade za materijal, naknade za građevinske radove, naknade za instalaciju i ostalih stavki izračunava se na 0,3 juana /kWh za elektrolizu. Usporedba troškova prikazana je u Tablici 2.
U usporedbi s drugim metodama proizvodnje vodika, ako je cijena električne energije iz obnovljivih izvora energije niža od 0,25 juana/kWh, trošak zelenog vodika može se smanjiti na oko 15 juana/kg, što počinje donositi prednost u troškovima. U kontekstu ugljične neutralnosti, 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 postupno će se otvarati. Istovremeno, budući da će se proizvodnja vodika iz tradicionalnih izvora energije miješati s mnogim povezanim nečistoćama poput ugljika, sumpora i klora, te troškovima superponiranog pročišćavanja i CCUS-a, stvarni trošak proizvodnje može premašiti 20 juana/kg.
Vrijeme objave: 06. veljače 2023.