Zvýšené ceny zemního plynu ve velké části světa znamenají, že nejen, že zelený vodík je již cenově konkurenceschopný s šedým H2, ale je to nyní jediný způsob, jak můžeme očekávat, že do roku 1.50 se vodík vrátí k ceně 2030 dolaru za kilogram.
Vodík: humbuk, naděje a tvrdé pravdy o jeho roli v energetickém přechodu
Bude vodík základním klíčem k odemknutí uhlíkově neutrálního světa? Přihlaste se k odběru Accelerate Hydrogen s podporou Recharge a Upstream a získejte přehled o trhu, který potřebujete pro tento rychle se vyvíjející globální trh.
Ruská invaze na Ukrajinu a následné geopolitické otřesy po celém světě vyhnaly ceny plynu od začátku letošního roku nahoru o více než 300 % – a ceny pravděpodobně neklesnou dříve než po roce 2024, podle nejnovějšího výhledu zemního plynu společnosti Rethink Energy. .
Průměrné náklady na zelený vodík do roku 1.50 klesnou na 2030 USD/kg, protože kapacita elektrolyzéru vzroste 50krát, tvrdí analytik
Pro výrobce šedého vodíku, kteří využívají parní reformování metanu, se 44 kWh zemního plynu potřebnými na každý kilogram vyrobeného vodíku, nyní stojí 3.30 dolaru za kilogram vodíku.
Náklady na zelený vodík jsou již dosažitelné ve výši 3.70 USD/kg, a až začnou ceny plynu v roce 2024 klesat, budou prudce klesat náklady na jednotky obnovitelné energie a elektrolýzy, že zelený vodík bude celkově levnější.
Vzhledem k tomu, že šedý vodík bude vystaven cenám uhlíku, jediný způsob, jak se vodík vrátí na úroveň 1.50 USD za kilogram před ruskou invazí, bude zelený vodík.
Existuje však mnoho lidí, kteří pochybují o schopnosti zeleného vodíku dosáhnout této ceny. Kritici jsou převážně ti, kteří pracují na bateriových technologiích nebo „udržitelných palivech“, stejně jako ti, kteří prosazují řešení modrého vodíku využívající zachycování uhlíku, protože se obávají narušení, které zelený vodík způsobí v jejich průmyslu.
Článek pokračuje pod inzerátem
Aby bylo možné vypočítat náklady – a předpokládané budoucí náklady – na výrobu šedého i zeleného vodíku, je třeba náklady projektu rozdělit na jejich počáteční kapitálové požadavky; náklady na průběžnou údržbu; a náklady na palivo.
U projektů zeleného vodíku se investiční náklady skládají z nákladů na nákup a instalaci vybrané technologie elektrolyzéru (např. alkalické, PEM, SOE). Vzhledem k potenciálu decentralizovat výrobu byly do nákladů na palivo zahrnuty pomocné služby, jako je úprava vody nebo chlazení. Navazující služby, jako je skladování nebo distribuce vodíku, byly vyloučeny, i když budou přezkoumány v nadcházejícím výzkumném dokumentu společnosti Rethink Energy v příštích dvou týdnech.
Americká zelená H2 by se stala „nejlevnější na světě“ podle plánu daňových úvěrů v novém zákoně schváleném Manchinem
Spojené království otevírá první národní systém dotací na čistý vodík na světě, protože jeho cílem je 10 GW do roku 2030
Náklady na instalaci – udávané v dolarech za kilowatt – dominují náklady na samotný elektrolyzér. Přední výrobci v současnosti poskytují systémy za cenu mezi 650 a 900 USD za kW. Další komponenty, které tvoří přibližně 45 % celkových investic do systému, zahrnují ty, které souvisejí s vyvážením zařízení (sušička, chladič, deoxo, deionizace), stavební práce a připojení k elektrické síti.
To dává celkové systémové kapitálové výdaje, které se mohou pohybovat od 1,000 1,400 do 300 1,000 USD za kW. Jedná se o náklady, které za posledních několik let výrazně klesly, ale stojí za zmínku, že elektrolyzéry jsou stále ještě velmi brzy na své nákladové křivce: celková instalovaná kapacita je pouhých XNUMX MW, zatímco globální projekt je více než XNUMXkrát větší.
Jak je uvedeno v Rethink’s nejnovější výzkumný dokumentVýrobci po celém světě se chystají do roku 100 rozšířit svou výrobní kapacitu na více než 2030 GW elektrolyzérů ročně – ze současných pouhých 2 GW. Tato nová zařízení budou nadále podporovat hospodářskou soutěž a úspory z rozsahu v tomto odvětví, což povede k obrovskému snížení nákladů.
I bez náhlých výpadků v technologii – z nichž některé jsou si téměř jisté – Rethink Energy předpovídá míru učení elektrolyzérových modulů 11 %. To znamená, že pokaždé, když se globální instalovaná kapacita zdvojnásobí, kapitálové výdaje klesnou o 11 %. Do roku 2030 systémové kapitálové výdaje klesnou na pouhých 340 USD za kW.
Stojí za zmínku, že se jedná o konzervativní odhad. Míra učení pro solární fotovoltaiku byla v posledních desetiletích až 23 %, následovaly lithium-iontové baterie (19 %) a dokonce i větrné turbíny (15 %). Elektrolyzéry, všeho druhu, se mnohem snadněji komodifikují.
EXKLUZIVNÍ | Enapter eyes 83% snížení nákladů na své jedinečné vodíkové elektrolyzéry AEM do roku 2025
8,000 100% růst | „Do roku 2031 se bude ročně vyrábět více než XNUMX GW vodíkových elektrolyzérů“
Výrobci elektrolyzérů jsou na cestě k dosažení tohoto mamutího snížení nákladů. Enapter očekává, že uvidí své náklady stroje s anexovou membránou poklesly o 83.5 % na 550 USD za kW do roku 2025 Nabijte. Nel podobně očekává, že uvidí a 75% snížení nákladů ve svých vyspělejších alkalických elektrolyzérech, když je plně otevřena jeho nová automatizovaná továrna v Norsku.
Z provozního hlediska se variabilní náklady na provozní náklady obvykle vztahují k anuitizovaným nákladům na výměnu stohu, přičemž moduly elektrolyzéru je třeba vyměnit každých sedm až 11 let v projektech různého typu technologie, po dobu životnosti přibližně 20 let. Fixní provoz se týká nákladů spojených s přímou prací, všeobecnou režií, daněmi a údržbou.
V současnosti tyto náklady představují pouhé 1 % investičních výdajů ročně, což představuje pouhých 6 % celkových výrobních nákladů na zelený vodík. I když však dojde k určitým zlepšením v odolnosti systému a určitému prodloužení celkové životnosti projektu (přibližně na 22 let), roční náklady na provozní náklady do roku 2.5 vzrostou na přibližně 2030 % počátečních investic. poklesne však přibližně o 39 %.
Každý kW kapacity elektrolýzy – provozované s průměrnou účinností 75 % – může vyrobit v průměru 21 kg vodíku na každou MWh dodané elektřiny. To se nepatrně zvýší na přibližně 22 kg, protože účinnost elektrolyzérů se do roku 77 zvýší na přibližně 2030 %. Očekává se, že několik společností, včetně těch, jako je Hysata, uvede na trh technologie s účinností, která je daleko za touto hranicí.
Pokud jde o dodávanou elektřinu, zatímco mnoho projektů elektrolyzérů bude poháněno nepřerušovanými dodávkami obnovitelné energie a skladováním energie, náš konzervativní přístup k modelování předpokládá hybrid větru a slunce. Očekává se, že za provozu budou mít vytížení 26 % a zvýší se na 30 %, jak se hybridní projekty stanou efektivnějšími a zahrnují větší množství bateriového úložiště, aby se maximalizovalo využití.
Po zvážení všech těchto vylepšení se očekává, že každý kW výrobní kapacity poskytne 58 kg vodíku ročně, s celoživotní produkcí 1.27 tuny.
Očekává se, že na základě obnovitelných zdrojů energie prostřednictvím dlouhodobých PPA klesne očekávaná cena této dodávky paliva v průměru do roku 32 z 20 USD za MWh na 2030 USD za MWh. U vody, které je potřeba 13 až 14 litrů na každou tunu vyrobeného vodíku, se očekává, že náklady – včetně úpravy – zůstanou poměrně konzistentní na úrovni přibližně 0.02 USD za litr.
Když se to zkombinuje, náklady na palivo – kterému dominuje elektřina – v současnosti představují 1.80 dolaru za každý vyrobený kilogram vodíku. Nárůst efektivity letos klesne na pouhých 1.10 dolaru do konce dekády. Jelikož však největší podíl na snížení nákladů budou mít kapitálové výdaje, náklady na palivo porostou až ze tří čtvrtin nákladů na výrobu zeleného vodíku, oproti dnešním něco málo přes 50 %.
Celkově do roku 2030 společnost Rethink Energy konzervativně očekává, že celkové náklady na zelený vodík budou činit 1.54 USD za kilogram, rozdělené podle elektřiny (0.90 USD za kg), investičních výdajů (0.27 USD za kg), vody (0.22 USD za kg) a provozních nákladů (0.14 USD). na kg).
Harry Morgan je vodíkový analytik v analytické skupině Rethink Energy.
