هزینه تولید هیدروژن از آب الکترولیتی چقدر است؟
به منظور حفاظت از محیط زیست، صنعت خواستار تولید هیدروژن از منابع انرژی تجدیدپذیر است. اگرچه الکترولیز آب می تواند هیدروژن سبز تولید کند، اما گران است. بنابراین تولید هیدروژن از آب الکترولیتی چقدر گران است؟
فن آوری های رایج تولید هیدروژن شامل زغال سنگ به هیدروژن، گاز طبیعی و نفت به هیدروژن و هیدروژن محصول فرعی صنعتی است. فناوری آب الکترولیتی به هیدروژن نیز بالغ تر است و برخی موارد قبلاً وارد مرحله عملی شده اند. در فناوری آب الکترولیتی به هیدروژن، قیمت برق عامل تعیین کننده است.
اگر هزینه تولید هیدروژن از آب الکترولیز بر اساس قیمت معمولی برق فروش صنعتی و تجاری تجزیه شود، باید به طور خاص شامل استهلاک دارایی، هزینه بهره برداری و برق باشد که هزینه برق به 70 تا 80 درصد می رسد. نسبت نسبتاً بالا
مشاهده می شود که هزینه برق سهم زیادی از هزینه تولید هیدروژن توسط الکترولیز را به خود اختصاص می دهد و حتی می توان گفت که هزینه برق مستقیماً بر هزینه هیدروژن تأثیر می گذارد، بنابراین فرآیند تولید هیدروژن با الکترولیز نیاز دارد. تا حد امکان هزینه برق کاهش یابد.
سایر هزینه ها مانند استهلاک و هزینه های عملیاتی باید با پیشرفت تکنولوژی و بهبود مدیریت کاهش یابد و درصد کلی نسبتاً کم است.
به طور کلی، هر Nm3H2 تولید شده حدود 3.5-5 کیلووات ساعت برق مصرف می کند. اگر از قیمت فعلی بازار برق به عنوان هزینه تولید هیدروژن استفاده شود، مسیر فناوری آب الکترولیتی رقابتی نیست.
با این حال، اگر امکان تولید هیدروژن با برق کم هزینه وجود داشته باشد، یعنی زمانی که هزینه جامع تولید هیدروژن از آب الکترولیتی به حدود 1 یوان/Nm3 کاهش یابد، این روش از نظر اقتصادی رقابتی است.
علاوه بر این، با توجه به ضریب کاهش انتشار کربن، تولید هیدروژن آب الکترولیتی در مقایسه با تولید هیدروژن سوخت فسیلی مزایای اجتماعی دارد.
بر اساس این فرض که ظرفیت تولید هیدروژن 600 نیوتن متر مکعب در ساعت و تولید هیدروژن سالانه 1.2 میلیون نیوتن متر مکعب است، محاسبات استاتیکی برای پروژه آب الکترولیتی به هیدروژن انجام می دهیم و نتایج زیر را به دست می آوریم: مصرف برق سالانه 6 میلیون کیلووات ساعت است. با فرض قیمت برق 0.5 یوان/کیلووات ساعت و هیدروژن با قیمت 4 یوان/نیوتن متر مکعب فروخته می شود و حاشیه ناخالص سالانه حدود 28 درصد است.
علاوه بر این، هنگامی که ما حاشیه های ناخالص مختلف را در 30٪، 40٪ و 50٪ قفل می کنیم، می توانیم قیمت هیدروژن را به عنوان تابعی از قیمت برق محاسبه کنیم: برای همان حاشیه ناخالص، قیمت برق به طور مثبت با قیمت هیدروژن مرتبط است.
اگر نرخ برق به 0 یوان/کیلووات ساعت کاهش یابد، قیمت هیدروژن در سه نرخ ناخالص به ترتیب 0.57، 0.71 و 0.92 یوان/Nm3 است.
محاسبه فوق نشان می دهد که هر چه هزینه برق کمتر باشد، قیمت هیدروژن کمتر و رقابت پذیری پروژه بیشتر می شود.
این الکتریسیته کم هزینه معمولاً به سختی به دست می آید، اما انتظار می رود که در فرآیند مصرف برق از باد و نور رها شده، که هسته مسیر فرآیند آب الکترولیتی به هیدروژن است، تحقق یابد.
به طور کلی، مزایای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید هیدروژن عبارتند از: می‌تواند به طور موثر انرژی اتلاف باد و نور را جذب کند و در عین حال هزینه تولید هیدروژن را کاهش دهد. راندمان تبدیل انرژی نسبتاً بالای برق به هیدروژن (60٪ تا 80٪). و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای تولید آب الکترولیتی برق برای تولید هیدروژن یک فرآیند کم کربن است. تضاد توسعه نامتوازن انرژی های پاک بیش از پیش برجسته می شود، به ویژه مشکل مصرف انرژی پاک که به طور جدی توسعه سالم و پایدار صنعت برق را محدود می کند.