Semakin banyak negara mula menetapkan matlamat strategik untuk tenaga hidrogen, dan beberapa pelaburan cenderung kepada pembangunan teknologi hidrogen hijau. EU dan China menerajui pembangunan ini, mencari kelebihan penggerak pertama dalam teknologi dan infrastruktur. Sementara itu, Jepun, Korea Selatan, Perancis, Jerman, Belanda, New Zealand dan Australia semuanya telah mengeluarkan strategi tenaga hidrogen dan membangunkan pelan perintis sejak 2017. Pada tahun 2021, EU mengeluarkan keperluan strategik untuk tenaga hidrogen, mencadangkan untuk meningkatkan kapasiti operasi pengeluaran hidrogen dalam sel elektrolitik kepada 6GW menjelang 2024 dengan bergantung pada tenaga angin dan solar, dan kepada 40GW menjelang 2030, kapasiti pengeluaran hidrogen di EU akan ditingkatkan kepada 40GW dengan tambahan 40GW di luar EU.
Seperti semua teknologi baharu, hidrogen hijau sedang beralih daripada penyelidikan dan pembangunan utama kepada pembangunan perindustrian arus perdana, menghasilkan kos unit yang lebih rendah dan peningkatan kecekapan dalam reka bentuk, pembinaan dan pemasangan. LCOH hidrogen hijau terdiri daripada tiga komponen: kos sel elektrolitik, harga elektrik boleh diperbaharui dan kos operasi lain. Secara amnya, kos sel elektrolitik menyumbang kira-kira 20% ~ 25% daripada LCOH hidrogen hijau, dan bahagian terbesar elektrik (70% ~ 75%). Kos operasi agak kecil, biasanya kurang daripada 5%.
Di peringkat antarabangsa, harga tenaga boleh diperbaharui (terutamanya solar dan angin berskala utiliti) telah jatuh dengan ketara sejak 30 tahun lalu, dan kos tenaga yang diseimbangkan (LCOE) kini hampir dengan kuasa arang batu ($30-50/MWh), menjadikan tenaga boleh diperbaharui lebih berdaya saing kos pada masa hadapan. Kos tenaga boleh diperbaharui terus jatuh sebanyak 10% setahun, dan sekitar tahun 2030 kos tenaga boleh diperbaharui akan mencecah kira-kira $20/MWh. Kos operasi tidak dapat dikurangkan dengan ketara, tetapi kos unit sel dapat dikurangkan dan lengkung kos pembelajaran yang serupa dijangkakan untuk sel seperti kuasa solar atau angin.
Solar PV dibangunkan pada tahun 1970-an dan harga LCoE PV solar pada tahun 2010 adalah sekitar $500/MWh. LCOE PV solar telah menurun dengan ketara sejak tahun 2010 dan kini berada pada $30 hingga $50/MWh. Memandangkan teknologi sel elektrolitik adalah serupa dengan penanda aras perindustrian untuk pengeluaran sel fotovoltaik solar, dari 2020-2030, teknologi sel elektrolitik berkemungkinan mengikuti trajektori yang sama seperti sel fotovoltaik solar dari segi kos unit. Pada masa yang sama, LCOE untuk angin telah menurun dengan ketara sepanjang dekad yang lalu, tetapi dengan jumlah yang lebih kecil (kira-kira 50 peratus luar pesisir dan 60 peratus di darat).
Negara kita menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui (seperti kuasa angin, fotovoltaik, kuasa hidro) untuk pengeluaran hidrogen air elektrolitik, apabila harga elektrik dikawal pada 0.25 yuan/kWh di bawah, kos pengeluaran hidrogen mempunyai kecekapan ekonomi relatif (15.3 ~ 20.9 yuan/kg). Petunjuk teknikal dan ekonomi bagi elektrolisis alkali dan pengeluaran hidrogen elektrolisis PEM ditunjukkan dalam Jadual 1.
Kaedah pengiraan kos penghasilan hidrogen elektrolitik ditunjukkan dalam persamaan (1) dan (2). LCOE = kos tetap/(kuantiti pengeluaran hidrogen x jangka hayat) + kos operasi (1) Kos operasi = penggunaan elektrik penghasilan hidrogen x harga elektrik + harga air + kos penyelenggaraan peralatan (2) Dengan mengambil projek elektrolisis alkali dan elektrolisis PEM (1000 Nm3/j) sebagai contoh, andaikan bahawa keseluruhan kitaran hayat projek adalah 20 tahun dan jangka hayat operasi adalah 9×104j. Kos tetap sel elektrolitik pakej, peranti penulenan hidrogen, yuran bahan, yuran pembinaan awam, yuran perkhidmatan pemasangan dan item lain dikira pada 0.3 yuan/kWh untuk elektrolisis. Perbandingan kos ditunjukkan dalam Jadual 2.
Berbanding dengan kaedah pengeluaran hidrogen yang lain, jika harga elektrik tenaga boleh diperbaharui lebih rendah daripada 0.25 yuan/kWh, kos hidrogen hijau boleh dikurangkan kepada kira-kira 15 yuan/kg, yang mula mempunyai kelebihan kos. Dalam konteks peneutralan karbon, dengan pengurangan kos penjanaan kuasa tenaga boleh diperbaharui, pembangunan projek pengeluaran hidrogen berskala besar, pengurangan penggunaan tenaga sel elektrolitik dan kos pelaburan, dan panduan cukai karbon dan dasar lain, jalan pengurangan kos hidrogen hijau akan beransur-ansur jelas. Pada masa yang sama, kerana pengeluaran hidrogen daripada sumber tenaga tradisional akan dicampur dengan banyak bendasing berkaitan seperti karbon, sulfur dan klorin, dan kos penulenan bertindih dan CCUS, kos pengeluaran sebenar mungkin melebihi 20 yuan/kg.
Masa siaran: 06-Feb-2023