Čoraz viac krajín si začína stanovovať strategické ciele pre vodíkovú energiu a niektoré investície smerujú do rozvoja zelených vodíkových technológií. EÚ a Čína sú v tomto vývoji na čele a hľadajú výhody priekopníctva v oblasti technológií a infraštruktúry. Japonsko, Južná Kórea, Francúzsko, Nemecko, Holandsko, Nový Zéland a Austrália medzitým od roku 2017 zverejnili stratégie pre vodíkovú energiu a vyvinuli pilotné plány. V roku 2021 EÚ vydala strategickú požiadavku pre vodíkovú energiu, v ktorej navrhla zvýšiť prevádzkovú kapacitu výroby vodíka v elektrolytických článkoch na 6 GW do roku 2024 s využitím veternej a slnečnej energie a na 40 GW do roku 2030, pričom kapacita výroby vodíka v EÚ sa zvýši na 40 GW o ďalších 40 GW mimo EÚ.
Rovnako ako všetky nové technológie, aj zelený vodík sa presúva z primárneho výskumu a vývoja do hlavného prúdu priemyselného vývoja, čo vedie k nižším jednotkovým nákladom a zvýšenej efektívnosti pri projektovaní, výstavbe a inštalácii. Zelený vodíkový LCOH pozostáva z troch zložiek: nákladov na elektrolytický článok, ceny elektriny z obnoviteľných zdrojov a ďalších prevádzkových nákladov. Vo všeobecnosti náklady na elektrolytický článok tvoria približne 20 % ~ 25 % zeleného vodíkového LCOH a najväčší podiel elektriny (70 % ~ 75 %). Prevádzkové náklady sú relatívne nízke, vo všeobecnosti menej ako 5 %.
Medzinárodne cena obnoviteľnej energie (najmä solárnej a veternej energie v úžitkových vozidlách) za posledných 30 rokov výrazne klesla a jej vyrovnané energetické náklady (LCOE) sa teraz blížia k nákladom z uhoľných elektrární (30 – 50 USD/MWh), vďaka čomu sú obnoviteľné zdroje energie v budúcnosti cenovo konkurencieschopnejšie. Náklady na obnoviteľnú energiu naďalej klesajú o 10 % ročne a približne do roku 2030 dosiahnu náklady na obnoviteľnú energiu približne 20 USD/MWh. Prevádzkové náklady nemožno výrazne znížiť, ale náklady na jednotku článkov sa dajú znížiť a pre články sa očakáva podobná krivka nákladov na učenie ako pre solárnu alebo veternú energiu.
Solárna fotovoltaika bola vyvinutá v 70. rokoch 20. storočia a cena LCOE solárnych fotovoltaických článkov sa v roku 2010 pohybovala okolo 500 USD/MWh. LCOE solárnych fotovoltaických článkov sa od roku 2010 výrazne znížila a v súčasnosti sa pohybuje na úrovni 30 až 50 USD/MWh. Vzhľadom na to, že technológia elektrolytických článkov je podobná priemyselnému štandardu pre výrobu solárnych fotovoltaických článkov, je pravdepodobné, že v rokoch 2020 – 2030 bude technológia elektrolytických článkov sledovať podobnú trajektóriu ako solárne fotovoltaické články, čo sa týka jednotkových nákladov. Zároveň LCOE pre veternú energiu za posledné desaťročie výrazne klesla, ale o menšiu mieru (približne 50 percent na mori a 60 percent na pevnine).
Naša krajina využíva obnoviteľné zdroje energie (ako je veterná energia, fotovoltaika, vodná energia) na elektrolytickú výrobu vodíka z vody. Pri cene elektriny pod 0,25 juanov/kWh majú náklady na výrobu vodíka relatívnu ekonomickú efektívnosť (15,3 ~ 20,9 juanov/kg). Technické a ekonomické ukazovatele výroby vodíka alkalickou elektrolýzou a PEM elektrolýzou sú uvedené v tabuľke 1.
Metóda výpočtu nákladov na elektrolytickú výrobu vodíka je znázornená v rovniciach (1) a (2). LCOE = fixné náklady / (množstvo vyrobeného vodíka x životnosť) + prevádzkové náklady (1) Prevádzkové náklady = spotreba elektriny na výrobu vodíka x cena elektriny + cena vody + náklady na údržbu zariadenia (2) Ako príklad vezmime projekty alkalickej elektrolýzy a PEM elektrolýzy (1000 Nm3/h) a predpokladajme, že celý životný cyklus projektov je 20 rokov a prevádzková životnosť je 9 × 104h. Fixné náklady na elektrolytický článok, zariadenie na čistenie vodíka, poplatok za materiál, poplatok za stavebné práce, poplatok za inštaláciu a ďalšie položky sa vypočítavajú na 0,3 juanu/kWh pre elektrolýzu. Porovnanie nákladov je uvedené v tabuľke 2.
V porovnaní s inými metódami výroby vodíka, ak je cena elektriny z obnoviteľných zdrojov energie nižšia ako 0,25 juanov/kWh, náklady na zelený vodík sa môžu znížiť na približne 15 juanov/kg, čo začína prinášať cenovú výhodu. V kontexte uhlíkovej neutrality, so znižovaním nákladov na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov energie, rozsiahlym rozvojom projektov výroby vodíka, znižovaním spotreby energie a investičných nákladov v elektrolytických článkoch a usmerňovaním v oblasti uhlíkovej dane a iných politík sa cesta k znižovaniu nákladov na zelený vodík postupne uvoľní. Zároveň, keďže výroba vodíka z tradičných zdrojov energie bude zmiešaná s mnohými súvisiacimi nečistotami, ako je uhlík, síra a chlór, a náklady na superponované čistenie a CCUS, skutočné výrobné náklady môžu presiahnuť 20 juanov/kg.
Čas uverejnenia: 6. februára 2023