పునరుత్పాదక శక్తి వనరుల నుండి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హరిత హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క ఆర్థిక విశ్లేషణ

మరిన్ని దేశాలు హైడ్రోజన్ శక్తి కోసం వ్యూహాత్మక లక్ష్యాలను నిర్దేశించుకోవడం ప్రారంభిస్తున్నాయి, మరియు కొన్ని పెట్టుబడులు గ్రీన్ హైడ్రోజన్ సాంకేతిక పరిజ్ఞాన అభివృద్ధి వైపు మొగ్గు చూపుతున్నాయి. సాంకేతికత మరియు మౌలిక సదుపాయాలలో తొలి అడుగు వేయడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాల కోసం చూస్తూ, ఈయూ మరియు చైనా ఈ అభివృద్ధికి నాయకత్వం వహిస్తున్నాయి. అదే సమయంలో, జపాన్, దక్షిణ కొరియా, ఫ్రాన్స్, జర్మనీ, నెదర్లాండ్స్, న్యూజిలాండ్ మరియు ఆస్ట్రేలియా దేశాలన్నీ 2017 నుండి హైడ్రోజన్ శక్తి వ్యూహాలను విడుదల చేసి, పైలట్ ప్రణాళికలను అభివృద్ధి చేశాయి. 2021లో, ఈయూ హైడ్రోజన్ శక్తి కోసం ఒక వ్యూహాత్మక ఆవశ్యకతను జారీ చేసింది. దీని ప్రకారం, పవన మరియు సౌరశక్తిపై ఆధారపడి 2024 నాటికి ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్స్‌లో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి నిర్వహణ సామర్థ్యాన్ని 6GWకు, మరియు 2030 నాటికి 40GWకు పెంచాలని ప్రతిపాదించింది. ఈయూ వెలుపల నుండి అదనంగా 40GW జోడించడం ద్వారా ఈయూలోని హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని 40GWకు పెంచాలని కూడా పేర్కొంది.

అన్ని కొత్త సాంకేతికతల మాదిరిగానే, గ్రీన్ హైడ్రోజన్ కూడా ప్రాథమిక పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి నుండి ప్రధాన పారిశ్రామిక అభివృద్ధి దశకు చేరుకుంటోంది. దీని ఫలితంగా యూనిట్ ఖర్చులు తగ్గడంతో పాటు, డిజైన్, నిర్మాణం మరియు సంస్థాపనలో సామర్థ్యం పెరుగుతోంది. గ్రీన్ హైడ్రోజన్ LCOHలో మూడు భాగాలు ఉంటాయి: ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ ఖర్చు, పునరుత్పాదక విద్యుత్ ధర మరియు ఇతర నిర్వహణ ఖర్చులు. సాధారణంగా, గ్రీన్ హైడ్రోజన్ LCOHలో ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ ఖర్చు సుమారు 20% ~ 25% ఉంటుంది, మరియు విద్యుత్ వాటా అత్యధికంగా (70% ~ 75%) ఉంటుంది. నిర్వహణ ఖర్చులు చాలా తక్కువగా, సాధారణంగా 5% కంటే తక్కువగా ఉంటాయి.

అంతర్జాతీయంగా, గత 30 ఏళ్లలో పునరుత్పాదక ఇంధనం (ప్రధానంగా యుటిలిటీ-స్కేల్ సౌర మరియు పవన) ధర గణనీయంగా తగ్గింది, మరియు దాని సమతుల్య ఇంధన వ్యయం (LCOE) ఇప్పుడు బొగ్గు ఆధారిత విద్యుత్ వ్యయానికి ($30-50 /MWh) దగ్గరగా ఉంది, ఇది భవిష్యత్తులో పునరుత్పాదక ఇంధనాలను మరింత వ్యయ-పోటీగా మారుస్తుంది. పునరుత్పాదక ఇంధన వ్యయాలు సంవత్సరానికి 10% చొప్పున తగ్గుతూనే ఉన్నాయి, మరియు సుమారు 2030 నాటికి పునరుత్పాదక ఇంధన వ్యయాలు దాదాపు $20 /MWhకి చేరుకుంటాయి. నిర్వహణ వ్యయాలను గణనీయంగా తగ్గించలేము, కానీ సెల్ యూనిట్ వ్యయాలను తగ్గించవచ్చు మరియు సౌర లేదా పవన విద్యుత్ మాదిరిగానే సెల్స్ కోసం కూడా ఇలాంటి అభ్యాస వ్యయ వక్రరేఖ ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది.

1970వ దశకంలో సోలార్ పీవీ అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు 2010లో సోలార్ పీవీ LCOEల ధర సుమారుగా $500 /MWh ఉండేది. 2010 నుండి సోలార్ పీవీ LCOE గణనీయంగా తగ్గింది మరియు ప్రస్తుతం ఇది $30 నుండి $50 /MWhగా ఉంది. ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ టెక్నాలజీ, సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్ ఉత్పత్తికి పారిశ్రామిక ప్రమాణాన్ని పోలి ఉన్నందున, 2020-2030 మధ్య, యూనిట్ ధర విషయంలో ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ టెక్నాలజీ కూడా సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్స్ మాదిరిగానే అదే మార్గాన్ని అనుసరించే అవకాశం ఉంది. అదే సమయంలో, గత దశాబ్దంలో పవన విద్యుత్ LCOE గణనీయంగా తగ్గింది, కానీ తక్కువ మొత్తంలో (సుమారుగా 50 శాతం ఆఫ్‌షోర్ మరియు 60 శాతం ఆన్‌షోర్).

మన దేశం విద్యుద్విశ్లేషణ జల హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి కోసం పునరుత్పాదక శక్తి వనరులను (గాలి శక్తి, ఫోటోవోల్టాయిక్, జల విద్యుత్ వంటివి) ఉపయోగిస్తుంది. విద్యుత్ ధర 0.25 యువాన్ /kWh కంటే తక్కువగా నియంత్రించబడినప్పుడు, హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి వ్యయం సాపేక్ష ఆర్థిక సామర్థ్యాన్ని (15.3 ~ 20.9 యువాన్ /kg) కలిగి ఉంటుంది. క్షార విద్యుద్విశ్లేషణ మరియు PEM విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సూచికలు పట్టిక 1లో చూపబడ్డాయి.

విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క వ్యయ గణన పద్ధతి సమీకరణాలు (1) మరియు (2) లలో చూపబడింది. LCOE= స్థిర వ్యయం/(హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పరిమాణం x జీవితకాలం) + నిర్వహణ వ్యయం (1) నిర్వహణ వ్యయం = హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి విద్యుత్ వినియోగం x విద్యుత్ ధర + నీటి ధర + పరికరాల నిర్వహణ వ్యయం (2) ఆల్కలైన్ విద్యుద్విశ్లేషణ మరియు PEM విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రాజెక్టులను (1000 Nm3/h) ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ప్రాజెక్టుల మొత్తం జీవిత చక్రం 20 సంవత్సరాలు మరియు నిర్వహణ జీవితకాలం 9×104h అని అనుకుందాం. ప్యాకేజ్ విద్యుద్విశ్లేషణ సెల్, హైడ్రోజన్ శుద్ధీకరణ పరికరం, మెటీరియల్ ఫీజు, సివిల్ నిర్మాణ ఫీజు, ఇన్‌స్టాలేషన్ సర్వీస్ ఫీజు మరియు ఇతర అంశాల స్థిర వ్యయం విద్యుద్విశ్లేషణకు 0.3 యువాన్ /kWh గా లెక్కించబడింది. వ్యయ పోలిక పట్టిక 2లో చూపబడింది.

ఇతర హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతులతో పోలిస్తే, పునరుత్పాదక ఇంధన విద్యుత్ ధర కిలోవాట్ గంటకు 0.25 యువాన్ల కంటే తక్కువగా ఉంటే, గ్రీన్ హైడ్రోజన్ ధరను కిలోగ్రాముకు సుమారు 15 యువాన్లకు తగ్గించవచ్చు, దీనివల్ల వ్యయ ప్రయోజనం చేకూరడం మొదలవుతుంది. కార్బన్ తటస్థత నేపథ్యంలో, పునరుత్పాదక ఇంధన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యయాలు తగ్గడం, హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి ప్రాజెక్టుల భారీస్థాయి అభివృద్ధి, ఎలక్ట్రోలైటిక్ సెల్ శక్తి వినియోగం మరియు పెట్టుబడి వ్యయాలు తగ్గడం, మరియు కార్బన్ పన్ను వంటి ఇతర విధానాల మార్గదర్శకత్వంతో, గ్రీన్ హైడ్రోజన్ వ్యయ తగ్గింపు మార్గం క్రమంగా సుగమమవుతుంది. అదే సమయంలో, సాంప్రదాయ ఇంధన వనరుల నుండి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిలో కార్బన్, సల్ఫర్ మరియు క్లోరిన్ వంటి అనేక సంబంధిత మలినాలు కలవడం, మరియు దానిపై విధించే శుద్ధీకరణ మరియు CCUS ఖర్చుల కారణంగా, వాస్తవ ఉత్పత్తి వ్యయం కిలోగ్రాముకు 20 యువాన్లను మించవచ్చు.