Vis daugiau šalių pradeda kelti strateginius vandenilio energijos tikslus, o kai kurios investicijos yra nukreiptos į žaliojo vandenilio technologijų plėtrą. ES ir Kinija pirmauja šioje srityje, ieškodamos pradininkų pranašumų technologijų ir infrastruktūros srityse. Tuo tarpu Japonija, Pietų Korėja, Prancūzija, Vokietija, Nyderlandai, Naujoji Zelandija ir Australija nuo 2017 m. paskelbė vandenilio energijos strategijas ir parengė bandomuosius planus. 2021 m. ES paskelbė strateginį vandenilio energijos reikalavimą, kuriame siūloma iki 2024 m. padidinti vandenilio gamybos elektrolizės elementuose pajėgumą iki 6 GW, naudojant vėjo ir saulės energiją, o iki 2030 m. – iki 40 GW. Vandenilio gamybos pajėgumai ES bus padidinti iki 40 GW, o už ES ribų – dar 40 GW.
Kaip ir visos naujos technologijos, žaliasis vandenilis pereina nuo pirminių tyrimų ir plėtros prie įprastinės pramonės plėtros, todėl sumažėja vieneto kaina ir padidėja projektavimo, statybos ir montavimo efektyvumas. Žaliojo vandenilio gamybos ištisinio naudojimo išlaidos (LCOH) susideda iš trijų komponentų: elektrolizės elementų kainos, atsinaujinančios elektros energijos kainos ir kitų eksploatavimo išlaidų. Apskritai elektrolizės elementų kaina sudaro apie 20–25 % žaliojo vandenilio gamybos ištisinio naudojimo išlaidų (LCOH) ir didžiausią elektros energijos dalį (70–75 %). Eksploatavimo išlaidos yra santykinai mažos, paprastai mažesnės nei 5 %.
Tarptautiniu mastu atsinaujinančiosios energijos (daugiausia komunalinių paslaugų saulės ir vėjo energijos) kaina per pastaruosius 30 metų gerokai sumažėjo, o jos išlygintosios energijos sąnaudos (LCOE) dabar artimos anglimi kūrenamų elektrinių sąnaudoms (30–50 USD/MWh), todėl ateityje atsinaujinantys energijos šaltiniai bus konkurencingesni sąnaudų atžvilgiu. Atsinaujinančiosios energijos sąnaudos ir toliau mažėja 10 % per metus, o maždaug iki 2030 m. atsinaujinančiosios energijos sąnaudos pasieks apie 20 USD/MWh. Eksploatavimo sąnaudų reikšmingai sumažinti negalima, tačiau galima sumažinti elementų vieneto sąnaudas, o elementų mokymosi sąnaudų kreivė panaši į saulės ar vėjo energijos.
Saulės fotovoltinė energija buvo sukurta aštuntajame dešimtmetyje, o saulės fotovoltinių elementų (LCOE) kaina 2010 m. buvo apie 500 USD/MWh. Saulės fotovoltinių elementų LCOE nuo 2010 m. gerokai sumažėjo ir šiuo metu siekia 30–50 USD/MWh. Atsižvelgiant į tai, kad elektrolizinių elementų technologija yra panaši į pramoninį saulės fotovoltinių elementų gamybos lyginamąjį standartą, nuo 2020 iki 2030 m. elektrolizinių elementų technologija, vertinant vieneto kainą, greičiausiai keisis panašiai kaip saulės fotovoltiniai elementai. Tuo pačiu metu vėjo energijos LCOE per pastarąjį dešimtmetį gerokai sumažėjo, tačiau mažesniu mastu (apie 50 proc. jūroje ir 60 proc. sausumoje).
Mūsų šalis naudoja atsinaujinančius energijos šaltinius (pvz., vėjo energiją, fotovoltinę energiją, hidroenergiją) vandenilio gamybai elektrolizės būdu iš vandens. Kai elektros energijos kaina yra kontroliuojama žemiau 0,25 juanių/kWh, vandenilio gamybos sąnaudos yra santykinai ekonomiškai efektyvios (15,3–20,9 juanių/kg). Šarminės elektrolizės ir PEM elektrolizės vandenilio gamybos techniniai ir ekonominiai rodikliai pateikti 1 lentelėje.
Elektrolizės būdu pagaminto vandenilio sąnaudų skaičiavimo metodas parodytas (1) ir (2) lygtyse. LCOE = fiksuotos sąnaudos / (vandenilio gamybos kiekis x eksploatavimo laikas) + eksploatavimo sąnaudos (1) Eksploatavimo sąnaudos = vandenilio gamybos elektros energijos suvartojimas x elektros kaina + vandens kaina + įrangos priežiūros sąnaudos (2) Pavyzdžiui, šarminės elektrolizės ir PEM elektrolizės projektai (1000 Nm3/h) yra laikomi 20 metų, o eksploatavimo laikas – 9 × 104 val. Fiksuotos komplektinės elektrolizės celės, vandenilio valymo įrenginio, medžiagų kainos, civilinės statybos kainos, įrengimo paslaugų mokesčio ir kitų elementų sąnaudos apskaičiuojamos kaip 0,3 juanio /kWh elektrolizės atveju. Sąnaudų palyginimas pateiktas 2 lentelėje.
Palyginti su kitais vandenilio gamybos metodais, jei atsinaujinančios energijos elektros energijos kaina yra mažesnė nei 0,25 juanių/kWh, žaliojo vandenilio kaina gali būti sumažinta iki maždaug 15 juanių/kg, o tai pradeda turėti sąnaudų pranašumą. Siekiant anglies dioksido neutralumo, sumažinus atsinaujinančios energijos gamybos sąnaudas, didelio masto vandenilio gamybos projektų plėtrą, elektrolizės elementų energijos suvartojimą ir investicijų sąnaudas bei vadovaujantis anglies dioksido mokesčio ir kita politika, žaliojo vandenilio sąnaudų mažinimo kelias palaipsniui atsivers. Tuo pačiu metu, kadangi vandenilio gamyboje iš tradicinių energijos šaltinių bus daug susijusių priemaišų, tokių kaip anglis, siera ir chloras, o papildomo valymo ir CCUS sąnaudos padidės, faktinės gamybos sąnaudos gali viršyti 20 juanių/kg.
Įrašo laikas: 2023 m. vasario 6 d.