Све више земаља почиње да поставља стратешке циљеве за водоничну енергију, а неке инвестиције теже ка развоју зелене водоничне технологије. ЕУ и Кина предводе овај развој, тражећи предности првих покретача у технологији и инфраструктури. У међувремену, Јапан, Јужна Кореја, Француска, Немачка, Холандија, Нови Зеланд и Аустралија су објавиле стратегије за водоничну енергију и развиле пилот планове од 2017. године. Године 2021, ЕУ је издала стратешки захтев за водоничну енергију, предлажући повећање оперативног капацитета производње водоника у електролитичким ћелијама на 6 GW до 2024. године ослањајући се на енергију ветра и сунца, и на 40 GW до 2030. године, капацитет производње водоника у ЕУ биће повећан на 40 GW за додатних 40 GW ван ЕУ.
Као и све нове технологије, зелени водоник се креће од примарног истраживања и развоја до главног индустријског развоја, што резултира нижим јединичним трошковима и повећаном ефикасношћу у пројектовању, изградњи и инсталацији. Зелени водоник LCOH се састоји од три компоненте: трошкова електролитичке ћелије, цене обновљиве електричне енергије и осталих оперативних трошкова. Генерално, трошкови електролитичке ћелије чине око 20% ~ 25% зеленог водоника LCOH, а највећи удео електричне енергије (70% ~ 75%). Оперативни трошкови су релативно мали, генерално мањи од 5%.
На међународном нивоу, цена обновљивих извора енергије (углавном соларне и енергије ветра) значајно је пала у последњих 30 година, а њихова изједначена цена енергије (LCOE) сада је близу трошкова енергије из угља (30-50 долара/MWh), што обновљиве изворе енергије чини конкурентнијим у будућности. Трошкови обновљивих извора енергије настављају да падају за 10% годишње, а до око 2030. године трошкови обновљивих извора енергије достићи ће око 20 долара/MWh. Оперативни трошкови се не могу значајно смањити, али се трошкови јединице ћелије могу смањити и очекује се слична крива трошкова учења за ћелије као за соларну или енергију ветра.
Соларна фотонапонска енергија је развијена 1970-их, а цена нискоенергетских прихода (LCOE) соларних фотонапонских ћелија 2010. године била је око 500 долара/MWh. LCOE соларних фотонапонских ћелија је значајно опао од 2010. године и тренутно износи 30 до 50 долара/MWh. С обзиром на то да је технологија електролитичких ћелија слична индустријском референтном нивоу за производњу соларних фотонапонских ћелија, од 2020. до 2030. године, технологија електролитичких ћелија ће вероватно пратити сличну путању као и соларне фотонапонске ћелије у погледу јединичне цене. Истовремено, LCOE за ветроенергију је значајно опао током последње деценије, али у мањем износу (око 50 процената на мору и 60 процената на копну).
Наша земља користи обновљиве изворе енергије (као што су енергија ветра, фотонапонска енергија, хидроенергија) за производњу водоника електролитичком водом. Када се цена електричне енергије контролише на 0,25 јуана/kWh испод, трошкови производње водоника имају релативну економску ефикасност (15,3 ~ 20,9 јуана/кг). Технички и економски индикатори производње водоника алкалном електролизом и ПЕМ електролизом приказани су у Табели 1.
Метода израчунавања трошкова електролитичке производње водоника приказана је у једначинама (1) и (2). LCOE = фиксни трошак/(количина произведеног водоника x век трајања) + оперативни трошкови (1) Оперативни трошкови = потрошња електричне енергије за производњу водоника x цена електричне енергије + цена воде + трошкови одржавања опреме (2) Узимајући пројекте алкалне електролизе и PEM електролизе (1000 Nm3/h) као пример, претпоставимо да је цео животни циклус пројеката 20 година, а оперативни век 9×104h. Фиксни трошкови пакета електролитичке ћелије, уређаја за пречишћавање водоника, накнаде за материјал, накнаде за грађевинске радове, накнаде за инсталацију и осталих ставки израчунати су на 0,3 јуана/kWh за електролизу. Поређење трошкова је приказано у Табели 2.
У поређењу са другим методама производње водоника, ако је цена електричне енергије из обновљивих извора енергије нижа од 0,25 јуана/kWh, трошкови зеленог водоника могу се смањити на око 15 јуана/кг, што почиње да има предност у трошковима. У контексту угљеничног неутралитета, са смањењем трошкова производње енергије из обновљивих извора енергије, развојем пројеката производње водоника великих размера, смањењем потрошње енергије у електролитским ћелијама и инвестиционих трошкова, као и усмеравањем пореза на угљеник и других политика, пут смањења трошкова зеленог водоника ће постепено бити јасан. Истовремено, пошто ће производња водоника из традиционалних извора енергије бити помешана са многим сродним нечистоћама као што су угљеник, сумпор и хлор, и трошковима суперпонираног пречишћавања и CCUS, стварни трошкови производње могу премашити 20 јуана/кг.
Време објаве: 06.02.2023.