नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूबाट इलेक्ट्रोलाइसिसद्वारा हरियो हाइड्रोजन उत्पादनको आर्थिक विश्लेषण

अधिक र अधिक देशहरूले हाइड्रोजन ऊर्जाको लागि रणनीतिक लक्ष्यहरू सेट गर्न थालेका छन्, र केही लगानीहरू हरित हाइड्रोजन प्रविधि विकासमा झुकिरहेका छन्। EU र चीनले यस विकासको नेतृत्व गरिरहेका छन्, प्रविधि र पूर्वाधारमा पहिलो-मूभर फाइदाहरू खोजिरहेका छन्। यसैबीच, जापान, दक्षिण कोरिया, फ्रान्स, जर्मनी, नेदरल्याण्ड्स, न्यूजील्याण्ड र अष्ट्रेलियाले 2017 देखि हाइड्रोजन ऊर्जा रणनीतिहरू जारी गरेका छन् र पाइलट योजनाहरू विकास गरेका छन्। 2021 मा, EU ले हाइड्रोजन ऊर्जाको लागि रणनीतिक आवश्यकता जारी गर्‍यो, सञ्चालन क्षमता बढाउने प्रस्ताव राख्यो। हावा र सौर्य उर्जामा भर परेर २०२४ सम्ममा इलेक्ट्रोलाइटिक सेलहरूमा हाइड्रोजन उत्पादन ६GW सम्म पुर्‍याउने र २०३० सम्ममा EU मा हाइड्रोजन उत्पादनको क्षमतालाई EU बाहिर थप ४०GW ले 40GW मा बढाइनेछ।

सबै नयाँ प्रविधिहरू जस्तै, हरियो हाइड्रोजन प्राथमिक अनुसन्धान र विकासबाट मूलधारको औद्योगिक विकासमा सर्दैछ, जसको परिणामस्वरूप एकाइ लागत कम हुन्छ र डिजाइन, निर्माण र स्थापनामा दक्षता बढेको छ। हरियो हाइड्रोजन LCOH मा तीन घटकहरू हुन्छन्: इलेक्ट्रोलाइटिक सेल लागत, नवीकरणीय बिजुली मूल्य र अन्य सञ्चालन लागत। सामान्यतया, इलेक्ट्रोलाइटिक सेलको लागत हरियो हाइड्रोजन LCOH को लगभग 20% ~ 25%, र बिजुलीको सबैभन्दा ठूलो हिस्सा (70% ~ 75%) हो। सञ्चालन लागत अपेक्षाकृत सानो छ, सामान्यतया 5% भन्दा कम।

अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा, नवीकरणीय ऊर्जा (मुख्यतया उपयोगिता-मापन सौर र वायु) को मूल्य विगत 30 वर्षहरूमा उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ, र यसको समानीकृत ऊर्जा लागत (LCOE) अब कोइलाबाट चल्ने ऊर्जा ($30-50 /MWh) को नजिक छ। , नवीकरणीय ऊर्जालाई भविष्यमा थप लागत-प्रतिस्पर्धी बनाउँदै। नवीकरणीय ऊर्जा लागत प्रति वर्ष १०% ले घट्न जारी छ, र लगभग २०३० सम्ममा नवीकरणीय ऊर्जा लागत लगभग $२०/MWh पुग्नेछ। सञ्चालन लागतहरू उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सकिँदैन, तर सेल एकाइ लागत घटाउन सकिन्छ र सौर्य वा पवन ऊर्जाको लागि सेलहरूको लागि समान शिक्षा लागत वक्र अपेक्षा गरिएको छ।

सौर्य PV 1970 मा विकसित भएको थियो र 2010 मा सौर्य PV LCoEs को मूल्य $500/MWh को आसपास थियो। सौर्य PV LCOE 2010 देखि उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ र हाल $30 देखि $50/MWh छ। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल टेक्नोलोजी सौर्य फोटोभोल्टिक सेल उत्पादनको लागि औद्योगिक बेन्चमार्कसँग मिल्दोजुल्दो छ, २०२०-२०३० सम्म, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल टेक्नोलोजीले एकाइ लागतको सन्दर्भमा सौर्य फोटोभोल्टिक कोशिकाहरू जस्तै समान प्रक्षेपण पछ्याउने सम्भावना छ। उही समयमा, वायुको लागि LCOE विगत दशकमा उल्लेखनीय रूपमा घटेको छ, तर थोरै मात्रामा (लगभग 50 प्रतिशत अपतटीय र 60 प्रतिशत तटवर्ती)।

हाम्रो देशले इलेक्ट्रोलाइटिक पानी हाइड्रोजन उत्पादनको लागि नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरू (जस्तै पवन ऊर्जा, फोटोभोल्टिक, जलविद्युत) प्रयोग गर्दछ, जब बिजुलीको मूल्य 0.25 युआन / kWh तल नियन्त्रण गरिन्छ, हाइड्रोजन उत्पादन लागत सापेक्ष आर्थिक दक्षता (15.3 ~ 20.9 युआन / kg) हुन्छ। । क्षारीय इलेक्ट्रोलाइसिस र PEM इलेक्ट्रोलाइसिस हाइड्रोजन उत्पादन को प्राविधिक र आर्थिक संकेतक तालिका 1 मा देखाइएको छ।

इलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रोजन उत्पादनको लागत गणना विधि समीकरण (1) र (2) मा देखाइएको छ। LCOE = निश्चित लागत/(हाइड्रोजन उत्पादन मात्रा x जीवन) + सञ्चालन लागत (1) सञ्चालन लागत = हाइड्रोजन उत्पादन बिजुली खपत x बिजुली मूल्य + पानी मूल्य + उपकरण मर्मत लागत (2) क्षारीय इलेक्ट्रोलाइसिस र PEM इलेक्ट्रोलाइसिस परियोजनाहरू (1000 Nm3/h) ) उदाहरणको रूपमा, मान्नुहोस् कि परियोजनाहरूको सम्पूर्ण जीवन चक्र 20 वर्ष हो र सञ्चालन जीवन 9 × 104 घण्टा हो। प्याकेज इलेक्ट्रोलाइटिक सेल, हाइड्रोजन शुद्धिकरण उपकरण, सामग्री शुल्क, सिभिल निर्माण शुल्क, स्थापना सेवा शुल्क र अन्य वस्तुहरूको निश्चित लागत इलेक्ट्रोलाइसिसको लागि 0.3 युआन / kWh मा गणना गरिन्छ। लागत तुलना तालिका 2 मा देखाइएको छ।

अन्य हाइड्रोजन उत्पादन विधिहरूसँग तुलना गर्दा, यदि नवीकरणीय ऊर्जाको बिजुली मूल्य 0.25 युआन / kWh भन्दा कम छ भने, हरियो हाइड्रोजनको लागत लगभग 15 युआन / किलोग्राममा घटाउन सकिन्छ, जसमा लागत लाभ हुन सुरु हुन्छ। कार्बन तटस्थताको सन्दर्भमा, नवीकरणीय ऊर्जा ऊर्जा उत्पादन लागत घटाउने, हाइड्रोजन उत्पादन परियोजनाहरूको ठूलो मात्रामा विकास, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल ऊर्जा खपत र लगानी लागत घटाउने, र कार्बन कर र अन्य नीतिहरूको निर्देशन, सडक। हरियो हाइड्रोजन लागत कटौती को बिस्तारै स्पष्ट हुनेछ। एकै समयमा, किनभने परम्परागत ऊर्जा स्रोतहरूबाट हाइड्रोजन उत्पादन कार्बन, सल्फर र क्लोरीन जस्ता धेरै सम्बन्धित अशुद्धताहरू, र सुपरइम्पोज्ड शुद्धीकरण र CCUS लागत, वास्तविक उत्पादन लागत 20 युआन / किलोग्राम भन्दा बढी हुन सक्छ।