പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴിയുള്ള പച്ച ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ സാമ്പത്തിക വിശകലനം.

ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജത്തിനായി കൂടുതൽ കൂടുതൽ രാജ്യങ്ങൾ തന്ത്രപരമായ ലക്ഷ്യങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കാൻ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ചില നിക്ഷേപങ്ങൾ ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസനത്തിലേക്ക് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യയിലും അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങളിലും ഫസ്റ്റ്-മൂവർ നേട്ടങ്ങൾ തേടി യൂറോപ്യൻ യൂണിയനും ചൈനയും ഈ വികസനത്തിന് നേതൃത്വം നൽകുന്നു. അതേസമയം, ജപ്പാൻ, ദക്ഷിണ കൊറിയ, ഫ്രാൻസ്, ജർമ്മനി, നെതർലാൻഡ്‌സ്, ന്യൂസിലാൻഡ്, ഓസ്‌ട്രേലിയ എന്നിവയെല്ലാം 2017 മുതൽ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജ തന്ത്രങ്ങൾ പുറത്തിറക്കുകയും പൈലറ്റ് പദ്ധതികൾ വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. 2021-ൽ, കാറ്റിനെയും സൗരോർജ്ജത്തെയും ആശ്രയിച്ച് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെല്ലുകളിലെ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ പ്രവർത്തന ശേഷി 2024-ഓടെ 6GW ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും 2030-ഓടെ 40GW ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും നിർദ്ദേശിച്ചുകൊണ്ട്, EU-യിലെ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന ശേഷി EU-വിന് പുറത്ത് 40GW കൂടി 40GW ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കും.

എല്ലാ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകളെയും പോലെ, ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ പ്രാഥമിക ഗവേഷണ വികസനത്തിൽ നിന്ന് മുഖ്യധാരാ വ്യാവസായിക വികസനത്തിലേക്ക് മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് യൂണിറ്റ് ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഡിസൈൻ, നിർമ്മാണം, ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ എന്നിവയിൽ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ LCOH മൂന്ന് ഘടകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെൽ ചെലവ്, പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന വൈദ്യുതി വില, മറ്റ് പ്രവർത്തന ചെലവുകൾ. പൊതുവേ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെല്ലിന്റെ വില ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ LCOH യുടെ ഏകദേശം 20% ~ 25% ആണ്, കൂടാതെ വൈദ്യുതിയുടെ ഏറ്റവും വലിയ പങ്ക് (70% ~ 75%) ആണ്. പ്രവർത്തന ചെലവ് താരതമ്യേന ചെറുതാണ്, സാധാരണയായി 5% ൽ താഴെയാണ്.

അന്താരാഷ്ട്രതലത്തിൽ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന്റെ (പ്രധാനമായും യൂട്ടിലിറ്റി-സ്കെയിൽ സൗരോർജ്ജവും കാറ്റാടി ഊർജ്ജവും) വില കഴിഞ്ഞ 30 വർഷമായി ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു, അതിന്റെ തുല്യ ഊർജ്ജ ചെലവ് (LCOE) ഇപ്പോൾ കൽക്കരി ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ ($30-50 /MWh) അടുത്താണ്, ഇത് പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തെ ഭാവിയിൽ കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതാക്കുന്നു. പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ ചെലവ് പ്രതിവർഷം 10% കുറയുന്നത് തുടരുന്നു, ഏകദേശം 2030 ആകുമ്പോഴേക്കും പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ ചെലവ് ഏകദേശം $20 /MWh ൽ എത്തും. പ്രവർത്തന ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ സെൽ യൂണിറ്റ് ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ സോളാർ അല്ലെങ്കിൽ കാറ്റാടി ഊർജ്ജം എന്നിവയ്ക്ക് സമാനമായ ഒരു പഠന ചെലവ് വക്രം സെല്ലുകൾക്കും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

1970 കളിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത സോളാർ പിവി, 2010 ൽ സോളാർ പിവി എൽസിഒഇകളുടെ വില ഏകദേശം $500 /MWh ആയിരുന്നു. 2010 മുതൽ സോളാർ പിവി എൽസിഒഇ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു, നിലവിൽ $30 മുതൽ $50 /MWh വരെയാണ്. സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെൽ ഉൽപ്പാദനത്തിനായുള്ള വ്യാവസായിക മാനദണ്ഡത്തിന് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെൽ സാങ്കേതികവിദ്യ സമാനമാണെന്നതിനാൽ, 2020-2030 മുതൽ, യൂണിറ്റ് ചെലവിന്റെ കാര്യത്തിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെൽ സാങ്കേതികവിദ്യ സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകളുടെ അതേ പാത പിന്തുടരാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. അതേസമയം, കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ കാറ്റിനുള്ള എൽസിഒഇ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു, പക്ഷേ ഒരു ചെറിയ അളവിൽ (ഏകദേശം 50 ശതമാനം ഓഫ്‌ഷോറും 60 ശതമാനം ഓൺഷോറും).

വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ജല ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിനായി നമ്മുടെ രാജ്യം പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ (കാറ്റ്, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക്, ജലവൈദ്യുതി പോലുള്ളവ) ഉപയോഗിക്കുന്നു, വൈദ്യുതി വില 0.25 യുവാൻ /kWh ൽ താഴെയായി നിയന്ത്രിക്കുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനച്ചെലവ് ആപേക്ഷിക സാമ്പത്തിക കാര്യക്ഷമതയുള്ളതാണ് (15.3 ~ 20.9 യുവാൻ /kg). ആൽക്കലൈൻ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്റെയും PEM വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെയും സാങ്കേതികവും സാമ്പത്തികവുമായ സൂചകങ്ങൾ പട്ടിക 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ ചെലവ് കണക്കാക്കൽ രീതി (1) ഉം (2) ഉം സമവാക്യങ്ങളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. LCOE= നിശ്ചിത ചെലവ്/(ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന അളവ് x ആയുസ്സ്) + പ്രവർത്തന ചെലവ് (1) പ്രവർത്തന ചെലവ് = ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം x വൈദ്യുതി വില + ജലവില + ഉപകരണ പരിപാലന ചെലവ് (2) ആൽക്കലൈൻ ഇലക്ട്രോലൈസിസ്, PEM ഇലക്ട്രോലൈസിസ് പ്രോജക്ടുകൾ (1000 Nm3/h) എന്നിവ ഉദാഹരണമായി എടുക്കുമ്പോൾ, പദ്ധതികളുടെ മുഴുവൻ ആയുസ്സ് 20 വർഷമാണെന്നും പ്രവർത്തന ആയുസ്സ് 9×104h ആണെന്നും കരുതുക. പാക്കേജ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെൽ, ഹൈഡ്രജൻ ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണം, മെറ്റീരിയൽ ഫീസ്, സിവിൽ നിർമ്മാണ ഫീസ്, ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സേവന ഫീസ്, മറ്റ് ഇനങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സ്ഥിര ചെലവ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിനായി 0.3 യുവാൻ /kWh എന്ന നിരക്കിൽ കണക്കാക്കുന്നു. ചെലവ് താരതമ്യം പട്ടിക 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

മറ്റ് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന്റെ വൈദ്യുതി വില 0.25 യുവാൻ / kWh ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജന്റെ വില ഏകദേശം 15 യുവാൻ / kg ആയി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ചെലവ് നേട്ടമുണ്ടാക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. കാർബൺ ന്യൂട്രാലിറ്റിയുടെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന ചെലവുകൾ കുറയ്ക്കൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദന പദ്ധതികളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള വികസനം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെൽ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തിന്റെയും നിക്ഷേപ ചെലവുകളുടെയും കുറവ്, കാർബൺ നികുതിയുടെയും മറ്റ് നയങ്ങളുടെയും മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശം എന്നിവയിലൂടെ, ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള പാത ക്രമേണ വ്യക്തമാകും. അതേസമയം, പരമ്പരാഗത ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദനം കാർബൺ, സൾഫർ, ക്ലോറിൻ തുടങ്ങിയ നിരവധി അനുബന്ധ മാലിന്യങ്ങളുമായും സൂപ്പർഇമ്പോസ്ഡ് ശുദ്ധീകരണത്തിന്റെയും CCUS ന്റെയും ചെലവ് കൂടിച്ചേരുന്നതിനാൽ, യഥാർത്ഥ ഉൽപാദന ചെലവ് 20 യുവാൻ / kg കവിഞ്ഞേക്കാം.