Semakin banyak negara mulai menetapkan tujuan strategis untuk energi hidrogen, dan beberapa investasi cenderung mengarah pada pengembangan teknologi hidrogen hijau. UE dan Tiongkok memimpin pengembangan ini, mencari keunggulan penggerak pertama dalam teknologi dan infrastruktur. Sementara itu, Jepang, Korea Selatan, Prancis, Jerman, Belanda, Selandia Baru, dan Australia semuanya telah merilis strategi energi hidrogen dan mengembangkan rencana percontohan sejak 2017. Pada tahun 2021, UE mengeluarkan persyaratan strategis untuk energi hidrogen, yang mengusulkan untuk meningkatkan kapasitas operasi produksi hidrogen dalam sel elektrolitik menjadi 6GW pada tahun 2024 dengan mengandalkan energi angin dan matahari, dan menjadi 40GW pada tahun 2030, kapasitas produksi hidrogen di UE akan ditingkatkan menjadi 40GW dengan tambahan 40GW di luar UE.
Seperti halnya semua teknologi baru, hidrogen hijau beralih dari penelitian dan pengembangan primer ke pengembangan industri arus utama, yang menghasilkan biaya unit yang lebih rendah dan peningkatan efisiensi dalam desain, konstruksi, dan pemasangan. Hidrogen hijau LCOH terdiri dari tiga komponen: biaya sel elektrolit, harga listrik terbarukan, dan biaya pengoperasian lainnya. Secara umum, biaya sel elektrolit mencakup sekitar 20% ~ 25% dari hidrogen hijau LCOH, dan bagian terbesar dari listrik (70% ~ 75%). Biaya pengoperasian relatif kecil, umumnya kurang dari 5%.
Secara internasional, harga energi terbarukan (terutama tenaga surya dan angin berskala utilitas) telah turun secara signifikan selama 30 tahun terakhir, dan biaya energi yang disetarakan (LCOE)-nya kini mendekati biaya tenaga batu bara ($30-50/MWh), sehingga membuat energi terbarukan lebih kompetitif dari segi biaya di masa mendatang. Biaya energi terbarukan terus turun sebesar 10% per tahun, dan pada 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 seperti untuk tenaga surya atau angin.
PV surya dikembangkan pada tahun 1970-an dan harga LCoE PV surya pada tahun 2010 adalah sekitar $500/MWh. LCOE PV surya telah menurun secara signifikan sejak tahun 2010 dan saat ini adalah $30 hingga $50/MWh. Mengingat bahwa teknologi sel elektrolit mirip dengan tolok ukur industri untuk produksi sel fotovoltaik surya, dari tahun 2020-2030, teknologi sel elektrolit kemungkinan akan mengikuti lintasan yang sama seperti sel fotovoltaik surya dalam hal biaya unit. Pada saat yang sama, LCOE untuk angin telah menurun secara signifikan selama dekade terakhir, tetapi dengan jumlah yang lebih kecil (sekitar 50 persen lepas pantai dan 60 persen di daratan).
Negara kita menggunakan sumber energi terbarukan (seperti tenaga angin, fotovoltaik, tenaga air) untuk produksi hidrogen air elektrolit, ketika harga listrik dikendalikan di bawah 0,25 yuan/kWh, biaya produksi hidrogen memiliki efisiensi ekonomi 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 elektrolit ditunjukkan dalam persamaan (1) dan (2). LCOE = biaya tetap / (kuantitas produksi hidrogen x masa pakai) + biaya operasi (1) Biaya operasi = konsumsi listrik produksi hidrogen x harga listrik + harga air + biaya perawatan peralatan (2) Mengambil proyek elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM (1000 Nm3 / jam) sebagai contoh, asumsikan bahwa seluruh siklus hidup proyek adalah 20 tahun dan masa operasi adalah 9 × 104 jam. Biaya tetap paket sel elektrolit, perangkat pemurnian hidrogen, biaya material, biaya konstruksi sipil, biaya layanan pemasangan, 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 pembangkitan daya energi terbarukan, pengembangan proyek produksi hidrogen skala besar, pengurangan konsumsi energi sel elektrolit dan biaya investasi, dan arahan pajak karbon dan kebijakan lainnya, jalan menuju pengurangan biaya hidrogen hijau akan secara bertahap jelas. Pada saat yang sama, karena produksi hidrogen dari sumber energi tradisional akan dicampur dengan banyak pengotor terkait seperti karbon, sulfur dan klorin, dan biaya pemurnian yang ditumpangkan dan CCUS, biaya produksi aktual dapat melebihi 20 yuan/kg.
Waktu posting: 06-Feb-2023