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2050年前,光伏驱动的绿氢可能在澳大利亚以每公斤2美元的价格出售

来源:PV Magazine 作者: 转译:石雪杰 部门:/企业发展部 摄影作者: 发布时间: 2024-03-29

澳大利亚格里菲斯大学的研究人员分析了不同条件下绿氢(LCOH)的平准化成本。该研究使用了昆士兰一家基于光伏或风力涡轮机(WT)的制氢厂的案例研究,基准年为2030年。

 

为了让氢气在向净零排放的过渡中发挥作用,生产成本必须降低。研究表明,通过将目前由几兆瓦光伏发电的项目规模增加到1吉瓦左右,2050年,澳大利亚通过电解水生产绿色氢气的成本可以降至每公斤2美元。

 

在他们的研究中,研究人员假设质子交换膜(PEM)作为氢气生产的电解技术。假设装机容量为10兆瓦、100兆瓦、500兆瓦和1吉瓦的太阳能和风能发电厂为电解槽供电。

 

不同的条件与电解槽阵列的尺寸有关。在第一种变体中,其大小被确定为利用发电厂输出的最大功率。然而,由于峰值功率不一定频繁出现,因此可能未得到充分利用。因此,研究人员还提出了一种缩减的功率分布,减少了无效的峰值功率,从而实现了更小、更便宜的电解槽阵列。

 

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阵列的第三种变体考虑了电解槽的过载。研究人员解释道:“在这种情况下,电解槽的大小可以在短时间内很少使用超过铭牌容量的输入功率,以避免缩短电池组的寿命。”。“为了确定纳入过载能力对LCOH的影响,假设值为150%(考虑到2030年之前可能的改善)。”

 

参考情景下的LCOH,表示乐观和悲观情景的误差条

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此外,该研究假设了2030年的不同成本情景。在乐观的情况下,这种氢能厂的装机资本支出为3061澳元(2017.66美元)/公斤。在最有可能的情况中,装机资本开支为3586.5澳元/公斤;在悲观的情况下,将为4132澳元/公斤。

 

他们表示:“无论能源来源如何,获取规模经济的好处都可以显著降低成本,使其达到或接近每公斤氢气3美元的目标值。”。根据目标值,学者们参考了澳大利亚国家氢能路线图设定的农场大门成本目标。农场大门成本仅指绿色氢气生产,不包括储存和分配。

 

结果显示:“电解槽阵列的简单尺寸确定方法(无限功率和电解槽过载)表明,在多吉瓦项目的参考(最有可能)情景下,只有基于光伏的LCOH才会接近3美元/公斤H2的目标值。”。“在乐观的情况下,超过100兆瓦的光伏发电厂将达到目标值。”

 

此外,他们发现,光伏发电15%的限功率可使小型发电厂的LCOH减少约4%。此外,结果表明,在参考情景下,光伏发电厂的目标LCOH值将在1吉瓦的范围内。他们强调,即使在悲观的成本情景下,到2040年,500-MW规模的光伏项目的目标值也是可以实现的。

 

他们还表示:“采用PEM电解槽阵列的假设过载能力(在有限的时间内为150%)可以显著降低LCOH,因此在参考情景下,对于1 GW左右的光伏电站,可以达到目标值。”。“限功率和过载是有效的替代方案,因为限功率可以减少过载时可能使用的功率峰值。”

 

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