Как зеленый водород может стать достаточно дешевым, чтобы конкурировать с ископаемым топливом

Инженеры из UNSW Сидней пересчитали цифры по стоимости производства зеленого водорода, чтобы показать, что Австралия находится в выгодном положении, чтобы воспользоваться преимуществами зеленой водородной революции, с ее огромным солнечным ресурсом и потенциалом для экспорта.

Исследователи определили ключевые факторы, необходимые для снижения стоимости зеленого водорода, чтобы стать конкурентоспособными с другими методами производства водорода с использованием ископаемого топлива.

Зеленый водород

В статье, опубликованной сегодня в Cell Reports Physical Science, авторы показывают, как различные факторы влияют на стоимость производства зеленого водорода методом электролиза с использованием выделенной солнечной системы и без использования дополнительной энергии из сети.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Без использования электричества из сети, которое в основном обеспечивается электроэнергией из ископаемого топлива, этот метод производит водород с практически нулевым уровнем выбросов. Свобода от сети также означает, что такая система может быть развернута в отдаленных местах с хорошим годовым воздействием солнечного света.

Исследователи изучили ряд параметров, которые могут повлиять на конечную цену зеленой энергии водорода, включая стоимость электролизеров и солнечных фотоэлектрических (PV) систем, эффективность электролизеров, доступный солнечный свет и размеры установок.

В тысячах расчетов с использованием случайно приписываемых значений для различных параметров в различных сценариях, исследователи обнаружили, что стоимость зеленого водорода варьировалась от 2,89 до 4,67 долларов за килограмм. При предложенных сценариях, приближающихся к 2,50 долларов за килограмм, зеленый водород может стать конкурентоспособным по сравнению с ископаемым топливом.

Соавтор проекта Натан Чанг, который является аспирантом Школы фотоэлектрической инженерии по возобновляемым источникам энергии UNSW, говорит, что общая проблема при попытке оценить стоимость разработки технологии заключается в том, что расчеты основываются на предположениях, которые могут быть применимы только к определенным ситуациям или обстоятельствам. Это делает результаты менее релевантными для других мест и не учитывает, что производительность технологии и затраты улучшаются с течением времени.

"Но здесь, вместо того, чтобы получить одно вычисленное число, мы получаем диапазон возможных чисел", - говорит он.

"И каждый конкретный ответ представляет собой комбинацию множества возможных входных параметров".

"Например, у нас есть последние данные о стоимости фотоэлектрических систем в Австралии, но мы знаем, что в некоторых странах они платят за свои системы гораздо больше. Мы также видели, что стоимость фотоэлектричества снижается с каждым годом. Поэтому мы поместили значения стоимости как ниже, так и выше в модель, чтобы посмотреть, что произойдет со стоимостью водорода.

Поэтому после того, как мы включили все эти различные значения в наш алгоритм и получили диапазон цен на энергию водорода, мы сказали: "Хорошо, были случаи, когда мы приближались к 2 долларам США (2,80 доллара США) за килограмм". А что было с теми случаями, когда мы так низко опустились?"

Соавтор доктор Рахман Дайян из Учебного центра по глобальной водородной экономике ARC и Школы химической инженерии UNSW говорит, что при изучении случаев, когда стоимость одного килограмма приближалась к 2 долларам США, выделялись определенные параметры.

"Капитальные затраты на электролизеры и их эффективность по-прежнему диктуют жизнеспособность возобновляемых источников водорода", - говорит он.

Одним из важнейших способов дальнейшего снижения затрат является использование в электролизерах дешевых катализаторов на основе переходных металлов". Они не только дешевле, но и могут даже превзойти катализаторы, находящиеся в настоящее время в коммерческом использовании.

"Подобные исследования послужат вдохновением и целью для исследователей, работающих в области разработки катализаторов".

Сама система и имитационная модель стоимости были построены студентом бакалавриата Джонатоном Йейтсом, который получил возможность поработать над проектом в рамках стипендиальной программы UNSW " Taste of Research".

"Мы использовали реальные данные о погоде и разработали оптимальный размер фотоэлектрической системы для каждого места", - говорит он.

"Затем мы увидели, как это изменит экономику в различных местах по всему миру, где рассматривается вопрос об электролизе с использованием солнечной энергии.

"Мы знали, что каждое место, где будет установлена такая система, будет отличаться, требуя разных размеров и необходимости носить разные компоненты. Сочетание этих факторов с колебаниями погоды означает, что некоторые места будут иметь более низкий потенциал затрат, чем другие, что может указывать на экспортные возможности".

Он указывает на пример Японии, которая не располагает большими солнечными ресурсами и где размеры систем могут быть ограничены.

"Таким образом, потенциально существует значительная разница в стоимости по сравнению с просторными отдаленными регионами Австралии, которые имеют большое количество солнечного света", - говорит Йейтс.

Исследователи утверждают, что недальновидно представить себе, что в ближайшие пару десятилетий крупномасштабные водородные энергетические установки станут дешевле, чем ископаемое топливо.

"Потому что расходы на PV уменьшаются, это изменяет экономику солнечного производства водорода," говорит доктор Чанг.

"В прошлом, идея дистанционной системы электролиза, приводимой в действие солнечной энергией, считалась слишком дорогой. Но разрыв сокращается с каждым годом, и в некоторых местах рано или поздно появится точка пересечения".

Доктор Дайян говорит: "С технологическим усовершенствованием эффективности электролизера, ожиданием снижения затрат на установку систем такого типа, а также желанием правительств и промышленности инвестировать в более крупные системы, чтобы воспользоваться экономией от масштаба, эта "зеленая" технология становится все более конкурентоспособной по сравнению с альтернативным производством водорода на основе ископаемого топлива".

Йейтс говорит, что это лишь вопрос времени, пока зеленый водород не станет более экономичным, чем водород, получаемый из ископаемых видов топлива.

"Когда мы пересчитали стоимость водорода, используя прогнозы других исследователей по стоимости электролизера и PV, стало ясно, что зеленый водород будет стоить 2,20 доллара США за кг к 2030 году, что по номинальной стоимости или дешевле, чем стоимость ископаемого топлива, производимого водородом".

"Так случилось, что Австралия с ее огромным солнечным ресурсом будет иметь все шансы воспользоваться этим". опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet