Chi phí sản xuất hydro từ nước điện phân là bao nhiêu?
Vì lợi ích bảo vệ môi trường, ngành công nghiệp đang kêu gọi sản xuất hydro từ các nguồn năng lượng tái tạo. Mặc dù quá trình điện phân nước có thể tạo ra hydro xanh, nhưng nó đắt tiền. Vậy sản xuất hydro từ nước điện phân đắt như thế nào?
Các công nghệ sản xuất hydro phổ biến bao gồm than thành hydro, khí tự nhiên và dầu thành hydro, và hydro sản phẩm phụ công nghiệp. Công nghệ điện phân nước thành hydro cũng trưởng thành hơn và một số trường hợp đã bước vào giai đoạn thực tế. Trong công nghệ điện phân nước thành hydro, giá điện là yếu tố quyết định.
Nếu phân bổ chi phí sản xuất hydro từ nước điện giải theo giá bán điện công nghiệp và thương mại thông thường, thì cần tính cụ thể chi phí khấu hao tài sản, chi phí vận hành và điện, trong đó chi phí điện sẽ lên tới 70-80%, chiếm tỷ trọng lớn. chiếm tỷ trọng tương đối cao.
Có thể thấy, chi phí điện năng chiếm tỷ trọng lớn trong chi phí sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân, thậm chí có thể nói chi phí điện năng ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành hydro, vì vậy quá trình sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân cần để giảm chi phí điện càng nhiều càng tốt.
Các chi phí khác, chẳng hạn như khấu hao và chi phí hoạt động, cần được giảm bớt nhờ tiến bộ công nghệ và cải tiến quản lý, và tỷ lệ chung là tương đối nhỏ.
Nói chung, mỗi Nm3H2 sản xuất tiêu thụ khoảng 3,5-5kWh điện. Nếu lấy giá điện thị trường hiện nay làm giá thành sản xuất hydro thì con đường công nghệ điện phân nước không có tính cạnh tranh.
Tuy nhiên, nếu có thể sản xuất hydro bằng điện giá rẻ, nghĩa là khi chi phí tổng thể sản xuất hydro từ nước điện phân giảm xuống còn khoảng 1 nhân dân tệ/Nm3, thì phương pháp này có tính cạnh tranh về mặt kinh tế.
Ngoài ra, xét đến yếu tố giảm phát thải carbon, sản xuất hydro bằng nước điện phân có một số lợi ích xã hội so với sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch.
Dựa trên giả định rằng công suất sản xuất hydro là 600 Nm3/h và sản lượng hydro hàng năm là 1,2 triệu Nm3, chúng tôi thực hiện các tính toán tĩnh cho dự án hydro điện phân nước và thu được kết quả như sau: mức tiêu thụ điện hàng năm là 6 triệu kWh, giả sử giá điện là 0,5 Nhân dân tệ/kWh và hydro được bán với giá 4 Nhân dân tệ/Nm3, và tỷ suất lợi nhuận gộp hàng năm là khoảng 28%.
Hơn nữa, khi chúng tôi khóa các tỷ suất lợi nhuận gộp khác nhau ở mức 30%, 40% và 50%, chúng tôi cũng có thể tính giá hydro như một hàm của giá điện: đối với cùng một tỷ suất lợi nhuận gộp, giá điện có quan hệ tỷ lệ thuận với giá hydro.
Nếu giá điện giảm xuống 0 Nhân dân tệ/kWh, giá hydro theo ba mức giá gộp lần lượt là 0,57, 0,71 và 0,92 Nhân dân tệ/Nm3.
Tính toán trên cho thấy chi phí điện càng thấp, giá hydro càng thấp và dự án càng cạnh tranh.
Loại điện giá rẻ này thường rất khó kiếm, nhưng nó được kỳ vọng sẽ thành hiện thực trong quá trình tiêu thụ điện từ gió và ánh sáng bị bỏ rơi, vốn là cốt lõi của quá trình xử lý nước điện phân thành hydro.
Nhìn chung, ưu điểm của việc sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro là: nó có thể hấp thụ hiệu quả năng lượng gió và ánh sáng thải ra đồng thời giảm chi phí sản xuất hydro; hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ điện thành hydro tương đối cao (60% ~ 80%); và việc sử dụng năng lượng tái tạo để tạo ra điện, nước điện phân để sản xuất hydro là một quy trình carbon thấp. Mâu thuẫn phát triển mất cân đối năng lượng sạch ngày càng nổi cộm, đặc biệt là vấn đề tiêu thụ năng lượng sạch đang hạn chế nghiêm trọng sự phát triển lành mạnh, bền vững của ngành điện.