Egyre több ország kezd stratégiai célokat kitűzni a hidrogénenergia terén, és egyes beruházások a zöld hidrogéntechnológia fejlesztésére irányulnak. Az EU és Kína élen jár ebben a fejlesztésben, elsőként lépve előnyöket keresve a technológia és az infrastruktúra terén. Eközben Japán, Dél-Korea, Franciaország, Németország, Hollandia, Új-Zéland és Ausztrália mind közzétette hidrogénenergia-stratégiáit és kísérleti terveket dolgozott ki 2017 óta. 2021-ben az EU stratégiai követelményt adott ki a hidrogénenergiára vonatkozóan, amelyben azt javasolta, hogy az elektrolitikus cellákban a hidrogéntermelés üzemi kapacitását 2024-re 6 GW-ra növeljék a szél- és napenergia felhasználásával, 2030-ra pedig 40 GW-ra, az EU-n kívüli hidrogéntermelés kapacitását pedig további 40 GW-tal 40 GW-ra növeljék.
Mint minden új technológia, a zöld hidrogén is az elsődleges kutatás-fejlesztéstől a mainstream ipari fejlesztés felé halad, ami alacsonyabb egységköltségeket és nagyobb hatékonyságot eredményez a tervezés, a kivitelezés és a telepítés során. A zöld hidrogén LCOH-ja három összetevőből áll: az elektrolizáló cella költsége, a megújuló villamos energia ára és egyéb üzemeltetési költségek. Általánosságban elmondható, hogy az elektrolizáló cella költsége a zöld hidrogén LCOH-jának körülbelül 20–25%-át, a villamos energia legnagyobb részét (70–75%) teszi ki. Az üzemeltetési költségek viszonylag alacsonyak, általában kevesebb mint 5%.
Nemzetközi szinten a megújuló energia (főként a közmű méretű nap- és szélenergia) ára jelentősen csökkent az elmúlt 30 évben, és kiegyenlített energiaköltsége (LCOE) most közel van a széntüzelésű erőművekéhez (30-50 USD/MWh), ami a megújuló energiaforrásokat a jövőben költségversenyképesebbé teszi. A megújuló energia költségei továbbra is évi 10%-kal csökkennek, és 2030 körülre a megújuló energia költségei el fogják érni a körülbelül 20 USD/MWh-t. Az üzemeltetési költségek nem csökkenthetők jelentősen, de a cellaegység költségei csökkenthetők, és a cellák esetében hasonló tanulási költséggörbe várható, mint a nap- vagy szélenergia esetében.
A napelemes fotovoltaikus rendszereket az 1970-es években fejlesztették ki, és a napelemes fotovoltaikus rendszerek (LCOE) ára 2010-ben körülbelül 500 USD/MWh volt. A napelemes rendszerek LCOE-je (egyedi költség) jelentősen csökkent 2010 óta, és jelenleg 30-50 USD/MWh. Tekintettel arra, hogy az elektrolitikus cellatechnológia hasonló a napelemek gyártásának ipari referenciaértékéhez, 2020 és 2030 között az elektrolitikus cellatechnológia valószínűleg hasonló pályát fog követni, mint a napelemek az egységköltség tekintetében. Ugyanakkor a szélenergia LCOE-je jelentősen csökkent az elmúlt évtizedben, de kisebb mértékben (körülbelül 50%-kal a tengeren és 60%-kal a szárazföldön).
Hazánk megújuló energiaforrásokat (például szélenergiát, fotovoltaikus energiát, vízenergiát) használ elektrolitikus vízből történő hidrogéntermeléshez. Amikor az áramárat 0,25 jüan/kWh alatt tartjuk, a hidrogéntermelés költsége relatív gazdasági hatékonysággal jár (15,3 ~ 20,9 jüan/kg). Az alkáli elektrolízis és a PEM elektrolízis hidrogéntermelésének műszaki és gazdasági mutatóit az 1. táblázat mutatja.
Az elektrolitikus hidrogéntermelés költségszámítási módszerét az (1) és (2) egyenletek mutatják. LCOE = fix költség / (hidrogéntermelés mennyisége x élettartam) + üzemeltetési költség (1) Üzemeltetési költség = hidrogéntermelés villamosenergia-fogyasztása x villamosenergia-ár + vízár + berendezés karbantartási költsége (2) Az alkáli elektrolízis és a PEM elektrolízis projektek (1000 Nm3/h) példájánál fogva tegyük fel, hogy a projektek teljes életciklusa 20 év, az üzemidő pedig 9×104 óra. Az elektrolízis csomagolt elektrolizáló cella, a hidrogéntisztító berendezés, az anyagdíj, az építési költség, a telepítési szolgáltatási díj és egyéb tételek fix költsége 0,3 jüan/kWh az elektrolízis esetében. A költség-összehasonlítást a 2. táblázat mutatja.
Más hidrogéntermelési módszerekkel összehasonlítva, ha a megújuló energia ára alacsonyabb, mint 0,25 jüan/kWh, a zöld hidrogén költsége körülbelül 15 jüan/kg-ra csökkenthető, ami költségelőnyt jelent. A karbonsemlegesség összefüggésében, a megújuló energiatermelés költségeinek csökkenésével, a hidrogéntermelési projektek nagymértékű fejlesztésével, az elektrolitikus cellák energiafogyasztásának és beruházási költségeinek csökkentésével, valamint a szén-dioxid-adó és egyéb politikák iránymutatásával fokozatosan szabaddá válik a zöld hidrogén költségeinek csökkentésének útja. Ugyanakkor, mivel a hagyományos energiaforrásokból származó hidrogéntermelés számos kapcsolódó szennyeződéssel, például szénnel, kénnel és klórral keveredik, valamint a rájuk rakódó tisztítás és a CCUS költségei is megnőnek, a tényleges termelési költség meghaladhatja a 20 jüan/kg-ot.
Közzététel ideje: 2023. február 6.