ما هي تكلفة انتاج الهيدروجين من الماء الالكتروليتي؟
من أجل حماية البيئة ، تدعو الصناعة إلى إنتاج الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة. على الرغم من أن التحليل الكهربائي للماء يمكن أن ينتج الهيدروجين الأخضر ، إلا أنه مكلف. إذن ما هي تكلفة إنتاج الهيدروجين من الماء الإلكتروليتي؟
تشمل تقنيات إنتاج الهيدروجين الشائعة تحويل الفحم إلى الهيدروجين ، والغاز الطبيعي ، ومن الزيت إلى الهيدروجين ، والهيدروجين المنتج الثانوي الصناعي. المياه الالكتروليتية لتكنولوجيا الهيدروجين هي أيضًا أكثر نضجًا ، وقد دخلت بعض الحالات بالفعل في المرحلة العملية. في تكنولوجيا الماء الإلكتروليتي إلى الهيدروجين ، فإن سعر الكهرباء هو العامل الحاسم.
إذا تم تحلل تكلفة إنتاج الهيدروجين من مياه التحليل الكهربائي وفقًا لسعر الكهرباء العادي للمبيعات الصناعية والتجارية ، فيجب أن تتضمن على وجه التحديد استهلاك الأصول وتكلفة التشغيل والكهرباء ، والتي ستصل تكلفة الكهرباء منها إلى 70-80٪ ، وهو ما يمثل نسبة عالية نسبيًا.
يمكن ملاحظة أن تكلفة الكهرباء تمثل نسبة كبيرة من تكلفة إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي ، ويمكن حتى القول أن تكلفة الكهرباء تؤثر بشكل مباشر على تكلفة الهيدروجين ، لذا فإن عملية إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي تحتاج لتقليل تكلفة الكهرباء قدر الإمكان.
يجب تخفيض التكاليف الأخرى ، مثل الاستهلاك ونفقات التشغيل ، من خلال التقدم التكنولوجي وتحسين الإدارة ، والنسبة الإجمالية صغيرة نسبيًا.
بشكل عام ، كل Nm3H2 ينتج حوالي 3.5-5kWh من الكهرباء. إذا تم استخدام سعر السوق الحالي للكهرباء كتكلفة لإنتاج الهيدروجين ، فإن مسار تكنولوجيا المياه الإلكتروليتية لا يكون منافسًا.
ومع ذلك ، إذا كان من الممكن إنتاج الهيدروجين بكهرباء منخفضة التكلفة ، أي عندما يتم تقليل التكلفة الشاملة لإنتاج الهيدروجين من الماء الإلكتروليتي إلى حوالي 1 يوان / متر مكعب ، فإن هذه الطريقة تنافسية من الناحية الاقتصادية.
بالإضافة إلى ذلك ، بالنظر إلى عامل الحد من انبعاثات الكربون ، فإن إنتاج الهيدروجين الكهربائي للماء له بعض الفوائد الاجتماعية مقارنة بإنتاج الهيدروجين في الوقود الأحفوري.
بناءً على افتراض أن الطاقة الإنتاجية للهيدروجين تبلغ 600 نيوتن متر مكعب / ساعة والإنتاج السنوي للهيدروجين 1.2 مليون متر مكعب ، نقوم بإجراء حسابات ثابتة لمشروع الماء الالكتروليتي إلى الهيدروجين ونحصل على النتائج التالية: الاستهلاك السنوي للكهرباء 6 مليون كيلو وات / ساعة ، بافتراض أن سعر الكهرباء هو 0.5 يوان / كيلو وات ساعة ويباع الهيدروجين بسعر 4 يوان / نيوتن متر مكعب ، والهامش الإجمالي السنوي حوالي 28٪.
علاوة على ذلك ، عندما نحدد هوامش إجمالية مختلفة عند 30٪ و 40٪ و 50٪ ، يمكننا أيضًا حساب سعر الهيدروجين كدالة لسعر الكهرباء: بالنسبة لنفس الهامش الإجمالي ، يرتبط سعر الكهرباء بشكل إيجابي بسعر الهيدروجين.
إذا تم تخفيض معدل الكهرباء إلى 0 يوان / كيلوواط ساعة ، فإن أسعار الهيدروجين تحت المعدلات الإجمالية الثلاثة هي 0.57 و 0.71 و 0.92 يوان / Nm3 ، على التوالي.
يوضح الحساب أعلاه أنه كلما انخفضت تكلفة الكهرباء ، انخفض سعر الهيدروجين وزادت قدرة المشروع على المنافسة.
عادة ما يكون من الصعب الحصول على هذه الكهرباء منخفضة التكلفة ، ولكن من المتوقع أن يتم تحقيقها في عملية استهلاك الكهرباء من الرياح والضوء المهجورة ، والتي تعد جوهر عملية الماء الإلكتروليتي إلى مسار عملية الهيدروجين.
بشكل عام ، فإن مزايا استخدام الطاقة المتجددة لإنتاج الهيدروجين هي: يمكن أن تمتص بفاعلية نفايات الرياح والطاقة الضوئية مع تقليل تكلفة إنتاج الهيدروجين ؛ كفاءة تحويل الطاقة العالية نسبيًا للكهرباء إلى هيدروجين (60٪ ~ 80٪) ؛ واستخدام الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء والمياه الالكتروليتية لإنتاج الهيدروجين هي عملية منخفضة الكربون. أصبح تناقض التنمية غير المتوازنة للطاقة النظيفة أكثر بروزًا ، خاصة مشكلة استهلاك الطاقة النظيفة ، التي تقيد بشكل خطير التنمية الصحية والمستدامة لصناعة الطاقة.