Semakin banyak negara mulai menetapkan tujuan strategis untuk energi hidrogen, dan beberapa investasi cenderung mengarah pada pengembangan teknologi hidrogen hijau. Uni Eropa dan Tiongkok memimpin perkembangan ini, berupaya mendapatkan keunggulan sebagai pelopor dalam teknologi dan infrastruktur. Sementara itu, Jepang, Korea Selatan, Prancis, Jerman, Belanda, Selandia Baru, dan Australia telah merilis strategi energi hidrogen dan mengembangkan rencana percontohan sejak tahun 2017. Pada tahun 2021, Uni Eropa mengeluarkan persyaratan strategis untuk energi hidrogen, mengusulkan peningkatan kapasitas operasional produksi hidrogen dalam sel elektrolitik menjadi 6 GW pada tahun 2024 dengan mengandalkan energi angin dan matahari, dan menjadi 40 GW pada tahun 2030, kapasitas produksi hidrogen di Uni Eropa akan ditingkatkan menjadi 40 GW dengan tambahan 40 GW dari luar Uni Eropa.
Seperti halnya semua teknologi baru, hidrogen hijau bergerak dari penelitian dan pengembangan primer ke pengembangan industri arus utama, menghasilkan biaya per unit yang lebih rendah dan peningkatan efisiensi dalam desain, konstruksi, dan instalasi. LCOH hidrogen hijau terdiri dari tiga komponen: biaya sel elektrolitik, harga listrik terbarukan, dan biaya operasional lainnya. Secara umum, biaya sel elektrolitik mencapai sekitar 20% ~ 25% dari LCOH hidrogen hijau, dan bagian terbesar adalah listrik (70% ~ 75%). Biaya operasional relatif kecil, umumnya kurang dari 5%.
Secara internasional, harga energi terbarukan (terutama tenaga surya dan angin skala utilitas) telah turun secara signifikan selama 30 tahun terakhir, dan biaya energi yang disesuaikan (LCOE) sekarang mendekati biaya tenaga listrik berbahan bakar batu bara ($30-50/MWh), sehingga energi terbarukan menjadi lebih kompetitif dari segi biaya di masa depan. Biaya energi terbarukan terus turun sebesar 10% per tahun, dan sekitar tahun 2030 biaya energi terbarukan akan mencapai sekitar $20/MWh. Biaya operasional tidak dapat dikurangi secara signifikan, tetapi biaya unit sel dapat dikurangi dan kurva biaya pembelajaran yang serupa diharapkan untuk sel surya seperti halnya tenaga surya atau angin.
Energi surya fotovoltaik (PV) dikembangkan pada tahun 1970-an dan harga LCoE (Levelized Cost of Electricity) PV surya pada tahun 2010 sekitar $500/MWh. LCoE PV surya telah menurun secara signifikan sejak tahun 2010 dan saat ini berkisar antara $30 hingga $50/MWh. Mengingat teknologi sel elektrolitik serupa dengan tolok ukur industri untuk produksi sel fotovoltaik surya, dari tahun 2020-2030, teknologi sel elektrolitik kemungkinan akan mengikuti lintasan yang serupa dengan sel fotovoltaik surya dalam hal biaya per unit. Pada saat yang sama, LCoE untuk energi angin telah menurun secara signifikan selama dekade terakhir, tetapi dengan jumlah yang lebih kecil (sekitar 50 persen untuk energi lepas pantai dan 60 persen untuk energi darat).
Negara kita menggunakan sumber energi terbarukan (seperti tenaga angin, fotovoltaik, tenaga air) untuk produksi hidrogen air elektrolitik. Ketika harga listrik dikendalikan di bawah 0,25 yuan/kWh, biaya produksi hidrogen memiliki efisiensi ekonomi yang relatif (15,3 ~ 20,9 yuan/kg). Indikator teknis dan ekonomi produksi hidrogen elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM ditunjukkan pada Tabel 1.
Metode perhitungan biaya produksi hidrogen elektrolitik ditunjukkan pada persamaan (1) dan (2). LCOE = biaya tetap / (kuantitas produksi hidrogen x umur pakai) + biaya operasional (1) Biaya operasional = konsumsi listrik produksi hidrogen x harga listrik + harga air + biaya perawatan peralatan (2) Mengambil contoh proyek elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM (1000 Nm3/jam), diasumsikan bahwa seluruh siklus hidup proyek adalah 20 tahun dan umur operasionalnya adalah 9×104 jam. Biaya tetap sel elektrolitik paket, perangkat pemurnian hidrogen, biaya material, biaya konstruksi sipil, biaya jasa instalasi, dan item lainnya dihitung sebesar 0,3 yuan/kWh untuk elektrolisis. Perbandingan biaya ditunjukkan pada Tabel 2.
Dibandingkan dengan metode produksi hidrogen lainnya, jika harga listrik energi terbarukan lebih rendah dari 0,25 yuan/kWh, biaya hidrogen hijau dapat dikurangi menjadi sekitar 15 yuan/kg, yang mulai memiliki keunggulan biaya. Dalam konteks netralitas karbon, dengan pengurangan biaya pembangkit listrik energi terbarukan, pengembangan proyek produksi hidrogen skala besar, pengurangan konsumsi energi dan biaya investasi sel elektrolitik, serta panduan pajak karbon dan kebijakan lainnya, jalan menuju pengurangan biaya hidrogen hijau akan semakin jelas. Pada saat yang sama, karena produksi hidrogen dari sumber energi tradisional akan bercampur dengan banyak pengotor terkait seperti karbon, sulfur, dan klorin, dan biaya pemurnian dan CCUS tambahan, biaya produksi aktual mungkin melebihi 20 yuan/kg.
Waktu posting: 06 Februari 2023