当涉及到资本成本时,就像大多数制造业方案一样,它取决于电解槽工厂的规模和商业化程度来降低采购成本。至于运营成本,电解槽厂的数控技术可以用来优化设计和提高生产力,同时最大化工厂的生命周期。在条件优越的地区,生产绿色氢的成本可能已经在每公斤3欧元左右。
根据应用的不同,绿色氢气可以被净化和压缩到直接使用、储存或分配所需的水平。如果需要储存和运输,有几种选择。它可以以压缩气体或液体的形式储存在储罐中,储存在洞穴中,或储存在天然气网格中,用于不同的应用,前提是网格满足所有的技术要求。
在运输方面,根据客户的具体使用情况,两种主要的氢气运输方式分别是公路运输的罐车和中短途的天然气管道。在考虑数百兆瓦甚至上亿兆规模的大规模应用时,最好将生产地点设在可再生能源发电设施附近,比如风能资源非常有利的海上和陆地风电场。这是因为电力成本是绿色氢气的主要投入因素,占生产成本的70%以上。由于氢的运输成本高昂,这些地方通常需要进一步的合成过程来生产绿色甲醇或氨,而绿色甲醇或氨很容易运输——它们是全球贸易的商品。这可以被视为一个绿色氢出口业务。
市场渗透
电力部门通常被视为使用绿色氢来驱动涡轮机的首要目标,但由于电力部门的二氧化碳排放量在全球所占比例不到40%,因此它也必须渗透到其他部门。今天可能没有经济上可行的商业案例将氢气作为电力生产的动能来源, 因为有更多的应用以更低的总成本减少二氧化碳的排放量。但在试点应用中,或者在一个大规模脱碳的世界中,为了进一步实现电力部门的脱碳,除了安装更多的可再生能源,绿色氢可以实现长期、季节性的大规模电力储存。
在可再生能源供应不足(如缺乏风能)时期,可再生能源供应的安全性将在氢燃料气涡轮机、发动机或燃料电池上实现再电气化。这个案例在中长期内将变得有吸引力。这不是一个二选一的情况,氢(用于汽车和卡车)可以帮助交通部门、工业部门(例如钢铁生产)以及后电力部门脱碳。
全球一半以上的排放来自工业、交通或建筑环境,因此需要提供解决方案,使这些行业脱碳。传统的可再生能源如风能、太阳能和水能将发挥它们的作用,但是由可再生能源和水产生的氢,无论是直接使用还是与化学物质结合产生绿色甲醇和绿色氨,都将发挥重要作用。这些化学物质可以储存、运输和用于各种领域,如合成燃料或化肥。
人们对交通运输业非常关注,有迹象表明,交通运输业可能是最早的采用氢气作为燃料的行业之一,尤其是在公共汽车、卡车和火车方面。氢燃料电池已经被用于区域列车,将取代柴油发动机。在中国、韩国和日本,使用氢燃料电池的汽车和电动驱动列车有望实现增长。在这些地区,它得到了研究资金的帮助,这些资金开始日益关注于燃料电池,而非传统电池。此外,专注于电池的德国原始设备制造商(OEMs)也在开发使用燃料电池的汽车和卡车。
在过去的十年中有一段时间,有几家汽车制造厂同时在研究燃料电池和电动汽车,其中一些优先考虑燃料电池。同时开发两种革命性概念的成本可能会促使一些厂商将重点放在电动汽车上,但现在原始设备制造商们又回到了燃料电池的想法上。他们似乎开始了解汽车电池的挑战和局限性。
中国也出现了新的发展,近年来电动汽车得到了大规模支持,给行业带来了高速增长。推动中国电动汽车发展的“十城千卡”计划现在正在北京、上海和成都等城市推广氢能交通。
展望未来,绿色氢气将比不那么环保的蓝色和灰色氢气定价更高。任何技术曲线的早期阶段都必须有一些支持,就像早期的风能和太阳能一样。但从中期到长期来看,氢气必须而且将会自立,在没有外部支持的情况下也能生存。具体何时实现,取决于几个因素,包括采用率、规模经济和监管框架。