Giderek daha fazla ülke hidrojen enerjisi için stratejik hedefler koymaya başlıyor ve bazı yatırımlar yeşil hidrojen teknolojisi geliştirmeye yöneliyor. AB ve Çin bu gelişmeye öncülük ediyor ve teknoloji ve altyapıda öncü olma avantajları arıyor. Bu arada Japonya, Güney Kore, Fransa, Almanya, Hollanda, Yeni Zelanda ve Avustralya 2017'den beri hidrojen enerjisi stratejileri yayınladı ve pilot planlar geliştirdi. 2021'de AB, rüzgar ve güneş enerjisine güvenerek elektrolitik hücrelerde hidrojen üretiminin işletme kapasitesini 2024'e kadar 6GW'a ve 2030'a kadar 40GW'a çıkarmayı öneren hidrojen enerjisi için stratejik bir gereklilik yayınladı, AB'deki hidrojen üretim kapasitesi AB dışında ek 40GW ile 40GW'a çıkarılacak.
Tüm yeni teknolojilerde olduğu gibi, yeşil hidrojen de birincil araştırma ve geliştirmeden ana akım endüstriyel geliştirmeye doğru ilerliyor ve bu da daha düşük birim maliyetler ve tasarım, inşaat ve kurulumda artan verimlilikle sonuçlanıyor. Yeşil hidrojen LCOH üç bileşenden oluşur: elektrolitik hücre maliyeti, yenilenebilir elektrik fiyatı ve diğer işletme maliyetleri. Genel olarak, elektrolitik hücre maliyeti yeşil hidrojen LCOH'nin yaklaşık %20 ~ %25'ini ve elektriğin en büyük payını (%70 ~ %75) oluşturur. İşletme maliyetleri nispeten küçüktür, genellikle %5'ten azdır.
Uluslararası olarak, yenilenebilir enerjinin (çoğunlukla kamu ölçeğinde güneş ve rüzgar) fiyatı son 30 yılda önemli ölçüde düştü ve eşitlenmiş enerji maliyeti (LCOE) artık kömürle çalışan enerjiye yakın (30-50 $ / MWh), yenilenebilir enerjiyi gelecekte maliyet açısından daha rekabetçi hale getiriyor. Yenilenebilir enerji maliyetleri yılda %10 oranında düşmeye devam ediyor ve 2030 civarında yenilenebilir enerji maliyetleri yaklaşık 20 $ / MWh'ye ulaşacak. İşletme maliyetleri önemli ölçüde azaltılamaz, ancak hücre birim maliyetleri azaltılabilir ve hücreler için güneş veya rüzgar gücünde olduğu gibi benzer bir öğrenme maliyeti eğrisi bekleniyor.
Güneş PV 1970'lerde geliştirildi ve 2010'da güneş PV LCoE'lerinin fiyatı yaklaşık 500 $ / MWh idi. Güneş PV LCOE 2010'dan beri önemli ölçüde azaldı ve şu anda 30 ila 50 $ / MWh'dir. Elektrolitik hücre teknolojisinin güneş fotovoltaik hücre üretimi için endüstriyel kıyaslamaya benzer olduğu göz önüne alındığında, 2020-2030 yılları arasında elektrolitik hücre teknolojisinin birim maliyet açısından güneş fotovoltaik hücreleriyle benzer bir yörüngeyi izlemesi muhtemeldir. Aynı zamanda, rüzgar için LCOE son on yılda önemli ölçüde azaldı, ancak daha küçük bir miktarda (yaklaşık %50 açık deniz ve %60 karada).
Ülkemiz elektrolitik su hidrojen üretimi için yenilenebilir enerji kaynaklarını (rüzgar enerjisi, fotovoltaik, hidroelektrik gibi) kullanmaktadır, elektrik fiyatı 0,25 yuan/kWh altında kontrol edildiğinde, hidrojen üretim maliyeti göreceli ekonomik verimliliğe (15,3 ~ 20,9 yuan/kg) sahiptir. Alkali elektroliz ve PEM elektroliz hidrojen üretiminin teknik ve ekonomik göstergeleri Tablo 1'de gösterilmektedir.
Elektrolitik hidrojen üretiminin maliyet hesaplama yöntemi denklem (1) ve (2)'de gösterilmiştir. LCOE = sabit maliyet / (hidrojen üretim miktarı x ömür) + işletme maliyeti (1) İşletme maliyeti = hidrojen üretim elektrik tüketimi x elektrik fiyatı + su fiyatı + ekipman bakım maliyeti (2) Örnek olarak alkali elektroliz ve PEM elektroliz projelerini (1000 Nm3/h) ele alalım, projelerin tüm yaşam döngüsünün 20 yıl ve işletme ömrünün 9×104h olduğunu varsayalım. Paket elektrolitik hücre, hidrojen arıtma cihazı, malzeme ücreti, inşaat ücreti, kurulum hizmet ücreti ve diğer kalemlerin sabit maliyeti elektroliz için 0,3 yuan / kWh olarak hesaplanmıştır. Maliyet karşılaştırması Tablo 2'de gösterilmiştir.
Diğer hidrojen üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında, yenilenebilir enerjinin elektrik fiyatı 0,25 yuan / kWh'den düşükse, yeşil hidrojenin maliyeti yaklaşık 15 yuan / kg'a düşürülebilir ve bu da maliyet avantajı sağlamaya başlar. Karbon nötrlüğü bağlamında, yenilenebilir enerji güç üretim maliyetlerinin düşürülmesi, hidrojen üretim projelerinin büyük ölçekli geliştirilmesi, elektrolitik hücre enerji tüketiminin ve yatırım maliyetlerinin düşürülmesi ve karbon vergisi ve diğer politikaların yönlendirilmesiyle, yeşil hidrojen maliyet düşürme yolu kademeli olarak açılacaktır. Aynı zamanda, geleneksel enerji kaynaklarından hidrojen üretimi karbon, kükürt ve klor gibi birçok ilgili safsızlıkla karıştırılacağı ve üst üste gelen arıtma ve CCUS maliyeti nedeniyle, gerçek üretim maliyeti 20 yuan / kg'ı aşabilir.
Gönderi zamanı: Şub-06-2023