Vedno več držav si začenja postavljati strateške cilje za vodikovo energijo, nekatere naložbe pa so usmerjene v razvoj zelene vodikove tehnologije. EU in Kitajska vodita ta razvoj in iščeta prednosti pionirjev na področju tehnologije in infrastrukture. Medtem so Japonska, Južna Koreja, Francija, Nemčija, Nizozemska, Nova Zelandija in Avstralija od leta 2017 objavile strategije za vodikovo energijo in razvile pilotne načrte. Leta 2021 je EU izdala strateško zahtevo za vodikovo energijo, v kateri je predlagala povečanje obratovalne zmogljivosti proizvodnje vodika v elektrolitskih celicah na 6 GW do leta 2024 z uporabo vetrne in sončne energije ter na 40 GW do leta 2030, zmogljivost proizvodnje vodika v EU pa se bo povečala na 40 GW z dodatnimi 40 GW zunaj EU.
Kot pri vseh novih tehnologijah se tudi zeleni vodik premika od primarnih raziskav in razvoja k prevladujočemu industrijskemu razvoju, kar ima za posledico nižje stroške na enoto in večjo učinkovitost pri načrtovanju, gradnji in namestitvi. Zeleni vodikov LCOH je sestavljen iz treh komponent: stroškov elektrolitske celice, cene obnovljive električne energije in drugih obratovalnih stroškov. Na splošno stroški elektrolitske celice predstavljajo približno 20 % ~ 25 % zelenega vodikovega LCOH in največji delež električne energije (70 % ~ 75 %). Obratovalni stroški so relativno majhni, običajno manj kot 5 %.
Na mednarodni ravni se je cena obnovljive energije (predvsem sončne in vetrne energije v velikih količinah) v zadnjih 30 letih znatno znižala, njeni izenačeni stroški energije (LCOE) pa so zdaj blizu stroškom termoelektrarn na premog (30–50 USD/MWh), zaradi česar bodo obnovljivi viri energije v prihodnosti stroškovno konkurenčnejši. Stroški obnovljive energije še naprej padajo za 10 % na leto in bodo do približno leta 2030 dosegli približno 20 USD/MWh. Obratovalnih stroškov ni mogoče bistveno zmanjšati, vendar je mogoče zmanjšati stroške enote celice, za celice pa se pričakuje podobna krivulja stroškov učenja kot za sončno ali vetrno energijo.
Sončna fotonapetostna energija je bila razvita v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, cena LCOE za sončno fotonapetostno energijo pa je bila leta 2010 približno 500 USD/MWh. LCOE za sončno fotonapetostno energijo se je od leta 2010 znatno zmanjšal in trenutno znaša od 30 do 50 USD/MWh. Glede na to, da je tehnologija elektrolitskih celic podobna industrijskemu merilu za proizvodnjo sončnih fotonapetostnih celic, bo tehnologija elektrolitskih celic v obdobju 2020–2030 verjetno sledila podobni poti kot sončne fotonapetostne celice glede stroškov na enoto. Hkrati se je LCOE za vetrno energijo v zadnjem desetletju znatno zmanjšal, vendar za manjši znesek (približno 50 odstotkov na morju in 60 odstotkov na kopnem).
Naša država uporablja obnovljive vire energije (kot so vetrna energija, fotovoltaika, hidroelektrarne) za proizvodnjo elektrolitskega vodika. Ko je cena električne energije pod 0,25 juana/kWh, so stroški proizvodnje vodika relativno ekonomski učinkoviti (15,3 ~ 20,9 juana/kg). Tehnični in ekonomski kazalniki proizvodnje vodika z alkalno elektrolizo in PEM elektrolizo so prikazani v tabeli 1.
Metoda izračuna stroškov elektrolitske proizvodnje vodika je prikazana v enačbah (1) in (2). LCOE = fiksni stroški/(količina proizvedenega vodika x življenjska doba) + obratovalni stroški (1) Obratovalni stroški = poraba električne energije za proizvodnjo vodika x cena električne energije + cena vode + stroški vzdrževanja opreme (2) Na primeru projektov alkalne elektrolize in PEM elektrolize (1000 Nm3/h) predpostavimo, da je celoten življenjski cikel projektov 20 let, obratovalna življenjska doba pa 9 × 104h. Fiksni stroški paketne elektrolitske celice, naprave za čiščenje vodika, stroškov materiala, stroškov gradbenih del, stroškov montažnih storitev in drugih postavk so izračunani na 0,3 juana/kWh za elektrolizo. Primerjava stroškov je prikazana v tabeli 2.
V primerjavi z drugimi metodami proizvodnje vodika se lahko stroški zelenega vodika znižajo na približno 15 juanov/kg, če je cena električne energije iz obnovljivih virov energije nižja od 0,25 juana/kWh, kar začne prinašati stroškovno prednost. V kontekstu ogljične nevtralnosti, z zmanjšanjem stroškov proizvodnje energije iz obnovljivih virov energije, obsežnim razvojem projektov proizvodnje vodika, zmanjšanjem porabe energije v elektrolitskih celicah in investicijskih stroškov ter usmerjanjem politik glede davka na ogljik in drugih politik, se bo pot do zniževanja stroškov zelenega vodika postopoma odpirala. Hkrati pa lahko dejanski proizvodni stroški presežejo 20 juanov/kg, ker bo proizvodnja vodika iz tradicionalnih virov energije mešana s številnimi sorodnimi nečistočami, kot so ogljik, žveplo in klor, ter stroški superponiranega čiščenja in CCUS.
Čas objave: 6. februar 2023