ต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำอิเล็กโทรไลต์มีราคาเท่าไร?
เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมเรียกร้องให้มีการผลิตไฮโดรเจนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน แม้ว่าอิเล็กโทรไลซิสของน้ำจะสามารถผลิตไฮโดรเจนสีเขียวได้ แต่ก็มีราคาแพง การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำอิเล็กโทรไลต์มีราคาแพงแค่ไหน?
เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนทั่วไป ได้แก่ ถ่านหินเป็นไฮโดรเจน ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเป็นไฮโดรเจน และไฮโดรเจนผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลต์จากน้ำสู่ไฮโดรเจนยังเติบโตเต็มที่ และบางกรณีได้เข้าสู่ขั้นตอนปฏิบัติแล้ว ในเทคโนโลยีอิเล็กโทรไลต์น้ำเป็นไฮโดรเจน ราคาไฟฟ้าเป็นปัจจัยชี้ขาด
หากต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำอิเล็กโทรไลซิสถูกแยกสลายตามราคาไฟฟ้าที่ขายในภาคอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ตามปกติ ควรรวมค่าเสื่อมราคาสินทรัพย์ ค่าดำเนินการ และค่าไฟฟ้าโดยเฉพาะ ซึ่งค่าไฟฟ้าจะสูงถึง 70-80% คิดเป็น สัดส่วนค่อนข้างสูง
จะเห็นได้ว่าค่าไฟฟ้าคิดเป็นสัดส่วนส่วนใหญ่ของต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโทรลิซิส และอาจกล่าวได้ว่าค่าไฟฟ้ามีผลโดยตรงต่อต้นทุนของไฮโดรเจน ดังนั้นกระบวนการผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโทรลิซิสจึงมีความจำเป็น เพื่อลดค่าไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด
ค่าใช้จ่ายอื่นๆ เช่น ค่าเสื่อมราคาและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน จำเป็นต้องลดลงตามความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการปรับปรุงการจัดการ และเปอร์เซ็นต์โดยรวมค่อนข้างน้อย
โดยทั่วไป Nm3H2 ที่ผลิตได้แต่ละก้อนจะใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 3.5-5kWh หากใช้ราคาตลาดปัจจุบันของไฟฟ้าเป็นต้นทุนการผลิตไฮโดรเจน เส้นทางเทคโนโลยีน้ำอิเล็กโทรไลต์ก็ไม่สามารถแข่งขันได้
อย่างไรก็ตาม หากสามารถผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าต้นทุนต่ำได้ เช่น เมื่อต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำอิเล็กโทรไลต์โดยรวมลดลงเหลือประมาณ 1 หยวน/Nm3 วิธีนี้ถือว่ามีการแข่งขันทางเศรษฐกิจ
นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาจากปัจจัยการลดการปล่อยคาร์บอน การผลิตไฮโดรเจนในน้ำด้วยไฟฟ้ามีประโยชน์ต่อสังคมบางประการเมื่อเทียบกับการผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิล
ตามสมมติฐานที่ว่ากำลังการผลิตไฮโดรเจนคือ 600 Nm3 /h และการผลิตไฮโดรเจนต่อปีคือ 1.2 ล้าน Nm3 เราทำการคำนวณแบบคงที่สำหรับโครงการน้ำอิเล็กโทรไลต์สู่ไฮโดรเจนและได้ผลลัพธ์ต่อไปนี้: ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อปีคือ 6 ล้าน กิโลวัตต์ชั่วโมง สมมติว่าราคาไฟฟ้าอยู่ที่ 0.5 หยวน/กิโลวัตต์ชั่วโมง และขายไฮโดรเจนที่ 4 หยวน/Nm3 และมีอัตรากำไรขั้นต้นต่อปีประมาณ 28%
นอกจากนี้ เมื่อเราล็อคอัตรากำไรขั้นต้นที่แตกต่างกันไว้ที่ 30%, 40% และ 50% เรายังสามารถคำนวณราคาไฮโดรเจนเป็นฟังก์ชันของราคาไฟฟ้าได้: สำหรับอัตรากำไรขั้นต้นเดียวกัน ราคาไฟฟ้าจะสัมพันธ์เชิงบวกกับราคาไฮโดรเจน
หากอัตราค่าไฟฟ้าลดลงเหลือ 0 หยวน/กิโลวัตต์ชั่วโมง ราคาไฮโดรเจนภายใต้อัตรารวมทั้งสามจะเท่ากับ 0.57, 0.71 และ 0.92 หยวน/Nm3 ตามลำดับ
การคำนวณข้างต้นแสดงให้เห็นว่าค่าไฟฟ้ายิ่งต่ำ ราคาไฮโดรเจนยิ่งถูกลง และโครงการมีการแข่งขันสูง
ไฟฟ้าต้นทุนต่ำนี้มักหาซื้อได้ยาก แต่คาดว่าจะเกิดขึ้นจริงในกระบวนการใช้ไฟฟ้าจากลมและแสงที่ถูกทิ้งร้าง ซึ่งเป็นแกนหลักของเส้นทางน้ำอิเล็กโทรไลต์ไปสู่กระบวนการไฮโดรเจน
โดยทั่วไปแล้ว ข้อดีของการใช้พลังงานหมุนเวียนเพื่อผลิตไฮโดรเจนคือ: สามารถดูดซับของเสียจากลมและพลังงานแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ลดต้นทุนการผลิตไฮโดรเจน ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นไฮโดรเจนค่อนข้างสูง (60% ~ 80%); และการใช้พลังงานหมุนเวียนเพื่อผลิตไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า น้ำสำหรับผลิตไฮโดรเจนเป็นกระบวนการคาร์บอนต่ำ ความขัดแย้งของการพัฒนาพลังงานสะอาดอย่างไม่สมดุลมีมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาการใช้พลังงานสะอาด ซึ่งจำกัดการพัฒนาอย่างจริงจังและยั่งยืนของอุตสาหกรรมไฟฟ้า