Fleiri og fleiri lönd eru farin að setja sér stefnumótandi markmið fyrir vetnisorku og sumar fjárfestingar beinast að þróun grænnar vetnistækni. ESB og Kína eru leiðandi í þessari þróun og leita að frumkvöðlum í tækni og innviðum. Á sama tíma hafa Japan, Suður-Kórea, Frakkland, Þýskaland, Holland, Nýja-Sjáland og Ástralía öll gefið út vetnisorkuáætlanir og þróað tilraunaáætlanir frá árinu 2017. Árið 2021 gaf ESB út stefnumótandi kröfu um vetnisorku þar sem lagt var til að auka rekstrargetu vetnisframleiðslu í rafgreiningarfrumum í 6 GW fyrir árið 2024 með því að reiða sig á vind- og sólarorku, og í 40 GW fyrir árið 2030 verður vetnisframleiðslugeta í ESB aukin í 40 GW um 40 GW til viðbótar utan ESB.
Eins og með allar nýjar tæknilausnir er grænt vetni að færast frá frumrannsóknum og þróun yfir í almenna iðnaðarþróun, sem leiðir til lægri einingarkostnaðar og aukinnar skilvirkni í hönnun, smíði og uppsetningu. Grænt vetnis-LCOH samanstendur af þremur þáttum: kostnaði við rafgreiningarfrumur, verði á endurnýjanlegri raforku og öðrum rekstrarkostnaði. Almennt nemur kostnaður við rafgreiningarfrumur um 20% ~ 25% af grænu vetnis-LCOH og stærsta hlutfalli rafmagns (70% ~ 75%). Rekstrarkostnaður er tiltölulega lítill, almennt minni en 5%.
Á alþjóðavettvangi hefur verð á endurnýjanlegri orku (aðallega sólar- og vindorku á stórum skala) lækkað verulega á síðustu 30 árum og jafnaður orkukostnaður hennar (LCOE) er nú nálægt kolaorku ($30-50/MWh), sem gerir endurnýjanlega orku samkeppnishæfari í framtíðinni. Kostnaður við endurnýjanlega orku heldur áfram að lækka um 10% á ári og um árið 2030 mun kostnaður við endurnýjanlega orku ná um $20/MWh. Rekstrarkostnaður er ekki hægt að lækka verulega, en hægt er að lækka einingarkostnað raforkuvera og búist er við svipaðri námskostnaðarkúrfu fyrir raforkuverur og fyrir sólar- eða vindorku.
Þróun sólarorkuvera hófst á áttunda áratugnum og verð á sólarorkuverum með lágum framleiðslukostnaði (LCOE) árið 2010 var um $500/MWh. Lítil og meðalstór kostnaður (LCOE) fyrir sólarorkuver hefur lækkað verulega frá árinu 2010 og er nú $30 til $50/MWh. Þar sem rafgreiningartækni er svipuð iðnaðarviðmiðun fyrir framleiðslu sólarorkuvera, er líklegt að rafgreiningartækni muni fylgja svipaðri braut og sólarorkuver hvað varðar kostnað á einingu frá 2020-2030. Á sama tíma hefur lítil og meðalstór kostnaður fyrir vindorku lækkað verulega á síðasta áratug, en minna (um 50 prósent á hafi úti og 60 prósent á landi).
Landið okkar notar endurnýjanlegar orkugjafa (eins og vindorku, sólarorku, vatnsafl) til rafgreiningar á vetni í vatni. Þegar rafmagnsverði er haldið innan við 0,25 júana/kWh er kostnaður við vetnisframleiðslu hlutfallslega hagkvæmur (15,3 ~ 20,9 júan/kg). Tæknilegir og efnahagslegir vísar fyrir vetnisframleiðslu með basískri rafgreiningu og PEM rafgreiningu eru sýndir í töflu 1.
Kostnaðarútreikningsaðferð fyrir rafgreiningarvetnisframleiðslu er sýnd í jöfnum (1) og (2). LCOE = fastur kostnaður/(magn vetnisframleiðslu x líftími) + rekstrarkostnaður (1) Rekstrarkostnaður = rafmagnsnotkun vetnisframleiðslu x rafmagnsverð + vatnsverð + viðhaldskostnaður búnaðar (2) Ef við tökum basíska rafgreiningu og PEM rafgreiningarverkefni (1000 Nm3/klst) sem dæmi, gerum ráð fyrir að allur líftími verkefnanna sé 20 ár og rekstrartími sé 9×104klst. Fastur kostnaður við rafgreiningarfrumupakka, vetnishreinsibúnað, efnisgjald, byggingargjald, uppsetningargjald og aðra liði er reiknaður sem 0,3 júan/kWh fyrir rafgreiningu. Kostnaðarsamanburðurinn er sýndur í töflu 2.
Í samanburði við aðrar aðferðir við vetnisframleiðslu, ef rafmagnsverð endurnýjanlegrar orku er lægra en 0,25 júan/kWh, er hægt að lækka kostnað við grænt vetni í um 15 júan/kg, sem byrjar að hafa kostnaðarforskot. Í samhengi við kolefnishlutleysi, með lækkun kostnaðar við raforkuframleiðslu með endurnýjanlegri orku, stórfelldri þróun vetnisframleiðsluverkefna, lækkun orkunotkunar og fjárfestingarkostnaðar rafgreiningarkerfa, og leiðsögn kolefnisskatts og annarrar stefnu, mun leiðin að lækkun kostnaðar við grænt vetni smám saman skýrast. Á sama tíma, vegna þess að vetnisframleiðsla úr hefðbundnum orkugjöfum verður blönduð mörgum skyldum óhreinindum eins og kolefni, brennisteini og klór, og kostnaðurinn við ofanlagða hreinsun og CCUS, getur raunverulegur framleiðslukostnaður farið yfir 20 júan/kg.
Birtingartími: 6. febrúar 2023