Qual é o custo da produção de hidrogênio a partir da água eletrolítica?
No interesse da proteção ambiental, a indústria está pedindo a produção de hidrogênio a partir de fontes de energia renováveis. Embora a eletrólise da água possa produzir hidrogênio verde, ela é cara. Então, quão cara é a produção de hidrogênio a partir da água eletrolítica?
As tecnologias comuns de produção de hidrogênio incluem carvão para hidrogênio, gás natural e petróleo para hidrogênio e hidrogênio como subproduto industrial. A tecnologia de água eletrolítica para hidrogênio também está mais madura e alguns casos já entraram na fase prática. Na água eletrolítica para a tecnologia de hidrogênio, o preço da eletricidade é o fator decisivo.
Se o custo da produção de hidrogênio a partir da água de eletrólise for decomposto de acordo com o preço normal de venda de eletricidade industrial e comercial, ele deve incluir especificamente a depreciação de ativos, custo de operação e eletricidade, dos quais o custo da eletricidade atingirá 70-80%, representando um proporção relativamente alta.
Pode-se observar que o custo da eletricidade representa grande parte do custo da produção de hidrogênio por eletrólise, e pode-se até dizer que o custo da eletricidade afeta diretamente o custo do hidrogênio, portanto, o processo de produção de hidrogênio por eletrólise precisa reduzir ao máximo o custo da eletricidade.
Outros custos, como depreciação e despesas operacionais, precisam ser reduzidos pelo progresso tecnológico e melhoria da gestão, e a porcentagem geral é relativamente pequena.
De um modo geral, cada Nm3H2 produzido consome cerca de 3,5-5kWh de eletricidade. Se o preço atual de mercado da eletricidade for usado como custo de produção de hidrogênio, a rota da tecnologia da água eletrolítica não é competitiva.
No entanto, se for possível produzir hidrogênio com eletricidade de baixo custo, ou seja, quando o custo total da produção de hidrogênio a partir da água eletrolítica for reduzido para cerca de 1 yuan/Nm3, esse método é economicamente competitivo.
Além disso, considerando o fator de redução de emissão de carbono, a produção de hidrogênio em água eletrolítica tem alguns benefícios sociais em comparação com a produção de hidrogênio em combustível fóssil.
Com base na suposição de que a capacidade de produção de hidrogênio é de 600 Nm3/h e a produção anual de hidrogênio é de 1,2 milhão de Nm3, fazemos cálculos estáticos para o projeto de água eletrolítica para hidrogênio e obtemos os seguintes resultados: o consumo anual de eletricidade é de 6 milhões de kWh, assumindo que o preço da eletricidade é de 0,5 Yuan/kWh e o hidrogênio é vendido a 4 Yuan/Nm3, e a margem bruta anual é de cerca de 28%.
Além disso, quando fixamos diferentes margens brutas em 30%, 40% e 50%, também podemos calcular o preço do hidrogênio em função do preço da eletricidade: para a mesma margem bruta, o preço da eletricidade está positivamente relacionado ao preço do hidrogênio.
Se a tarifa de eletricidade for reduzida para 0 Yuan/kWh, os preços do hidrogênio nas três tarifas brutas serão 0,57, 0,71 e 0,92 Yuan/Nm3, respectivamente.
O cálculo acima mostra que quanto menor o custo da eletricidade, menor o preço do hidrogênio e mais competitivo é o projeto.
Essa eletricidade de baixo custo geralmente é difícil de obter, mas espera-se que seja realizada no processo de consumo de eletricidade do vento e da luz abandonados, que é o núcleo da rota do processo eletrolítico de água para hidrogênio.
Em geral, as vantagens de usar energia renovável para produzir hidrogênio são: ela pode efetivamente absorver energia eólica e luminosa residual, reduzindo o custo de produção de hidrogênio; a eficiência de conversão de energia relativamente alta de eletricidade em hidrogênio (60% ~ 80%); e o uso de energia renovável para gerar eletricidade água eletrolítica para produção de hidrogênio é um processo de baixo carbono. A contradição do desenvolvimento desequilibrado de energia limpa está se tornando cada vez mais proeminente, especialmente o problema do consumo de energia limpa, que restringe seriamente o desenvolvimento saudável e sustentável da indústria de energia.