ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಮೂಲಗಳಿಂದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಆರ್ಥಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ದೇಶಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಹೂಡಿಕೆಗಳು ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತಿವೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಮೂಲಸೌಕರ್ಯದಲ್ಲಿ ಮೊದಲ-ಚಲನೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಾ EU ಮತ್ತು ಚೀನಾ ಈ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸುತ್ತಿವೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಜಪಾನ್, ದಕ್ಷಿಣ ಕೊರಿಯಾ, ಫ್ರಾನ್ಸ್, ಜರ್ಮನಿ, ನೆದರ್ಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್, ನ್ಯೂಜಿಲೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾಗಳು 2017 ರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿ ಪೈಲಟ್ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿವೆ. 2021 ರಲ್ಲಿ, EU ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಅವಶ್ಯಕತೆಯನ್ನು ಹೊರಡಿಸಿತು, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಸೌರಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ 2024 ರ ವೇಳೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು 6GW ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು 2030 ರ ವೇಳೆಗೆ 40GW ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು, EU ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು EU ಹೊರಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ 40GW ನಿಂದ 40GW ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುವುದು.

ಎಲ್ಲಾ ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಂತೆ, ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಘಟಕ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ, ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಪನೆಯಲ್ಲಿ ದಕ್ಷತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ LCOH ಮೂರು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ವೆಚ್ಚ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್‌ನ ವೆಚ್ಚವು ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ LCOH ನ ಸುಮಾರು 20% ~ 25% ರಷ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್‌ನ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಪಾಲು (70% ~ 75%). ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ.

ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಬೆಲೆ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತತೆಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಸೌರ ಮತ್ತು ಪವನ) ಕಳೆದ 30 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕುಸಿದಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಮಾನ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚವು (LCOE) ಈಗ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುತ್‌ಗೆ ($30-50 /MWh) ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ, ಇದು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚ-ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚಗಳು ವರ್ಷಕ್ಕೆ 10% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 2030 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವೆಚ್ಚಗಳು ಸುಮಾರು $20 /MWh ತಲುಪುತ್ತವೆ. ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಕೋಶ ಘಟಕ ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೌರ ಅಥವಾ ಪವನ ವಿದ್ಯುತ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಕಲಿಕೆಯ ವೆಚ್ಚದ ರೇಖೆಯನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

1970 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಸೌರ PV ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 2010 ರಲ್ಲಿ ಸೌರ PV LCoE ಗಳ ಬೆಲೆ ಸುಮಾರು $500 /MWh ಆಗಿತ್ತು. ಸೌರ PV LCOE 2010 ರಿಂದ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ $30 ರಿಂದ $50 /MWh ಆಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸೌರ ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಸೆಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮಾನದಂಡವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿ, 2020-2030 ರಿಂದ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಸೆಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಯೂನಿಟ್ ವೆಚ್ಚದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಸೌರ ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಸೆಲ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಪಥವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಗಾಗಿ LCOE ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 50 ಪ್ರತಿಶತ ಆಫ್‌ಶೋರ್ ಮತ್ತು 60 ಪ್ರತಿಶತ ಆನ್‌ಶೋರ್).

ನಮ್ಮ ದೇಶವು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ನೀರಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಮೂಲಗಳನ್ನು (ಪವನ ಶಕ್ತಿ, ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ, ಜಲಶಕ್ತಿಯಂತಹವು) ಬಳಸುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆಯನ್ನು 0.25 ಯುವಾನ್ /kWh ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಿದಾಗ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆರ್ಥಿಕ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (15.3 ~ 20.9 ಯುವಾನ್ /kg). ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು PEM ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ತಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ವೆಚ್ಚ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ವಿಧಾನವನ್ನು (1) ಮತ್ತು (2) ಸಮೀಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. LCOE= ಸ್ಥಿರ ವೆಚ್ಚ/(ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಮಾಣ x ಜೀವಿತಾವಧಿ) + ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚ (1) ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚ = ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ x ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ + ನೀರಿನ ಬೆಲೆ + ಸಲಕರಣೆಗಳ ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚ (2) ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಮತ್ತು PEM ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು (1000 Nm3/h) ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಯೋಜನೆಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀವಿತಾವಧಿ 20 ವರ್ಷಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಜೀವಿತಾವಧಿ 9×104h ಎಂದು ಊಹಿಸಿ. ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಕೋಶ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಸಾಧನ, ವಸ್ತು ಶುಲ್ಕ, ನಾಗರಿಕ ನಿರ್ಮಾಣ ಶುಲ್ಕ, ಅನುಸ್ಥಾಪನಾ ಸೇವಾ ಶುಲ್ಕ ಮತ್ತು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥಿರ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನಕ್ಕಾಗಿ 0.3 ಯುವಾನ್ /kWh ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೆಚ್ಚದ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಇತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಲೆ 0.25 ಯುವಾನ್ / kWh ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸುಮಾರು 15 ಯುವಾನ್ / ಕೆಜಿಗೆ ಇಳಿಸಬಹುದು, ಇದು ವೆಚ್ಚದ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ತಟಸ್ಥತೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳ ಕಡಿತ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಯೋಜನೆಗಳ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚಗಳ ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ತೆರಿಗೆ ಮತ್ತು ಇತರ ನೀತಿಗಳ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನದೊಂದಿಗೆ, ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚ ಕಡಿತದ ಹಾದಿ ಕ್ರಮೇಣ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಇಂಧನ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಕಾರ್ಬನ್, ಸಲ್ಫರ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರಿನ್‌ನಂತಹ ಅನೇಕ ಸಂಬಂಧಿತ ಕಲ್ಮಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್‌ಇಂಪೋಸ್ಡ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಮತ್ತು CCUS ವೆಚ್ಚದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಯುವುದರಿಂದ, ನಿಜವಾದ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು 20 ಯುವಾನ್ / ಕೆಜಿಯನ್ನು ಮೀರಬಹುದು.