নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস থেকে তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে সবুজ হাইড্রোজেন উৎপাদনের অর্থনৈতিক বিশ্লেষণ

আরও বেশি সংখ্যক দেশ হাইড্রোজেন শক্তির জন্য কৌশলগত লক্ষ্য নির্ধারণ করতে শুরু করেছে এবং কিছু বিনিয়োগ সবুজ হাইড্রোজেন প্রযুক্তি উন্নয়নের দিকে ঝুঁকছে। ইইউ এবং চীন এই উন্নয়নের নেতৃত্ব দিচ্ছে, প্রযুক্তি এবং অবকাঠামোতে প্রথম-মুভার সুবিধার সন্ধান করছে। ইতিমধ্যে, জাপান, দক্ষিণ কোরিয়া, ফ্রান্স, জার্মানি, নেদারল্যান্ডস, নিউজিল্যান্ড এবং অস্ট্রেলিয়া সকলেই হাইড্রোজেন শক্তি কৌশল প্রকাশ করেছে এবং 2017 সাল থেকে পাইলট পরিকল্পনা তৈরি করেছে। 2021 সালে, ইইউ হাইড্রোজেন শক্তির জন্য একটি কৌশলগত প্রয়োজনীয়তা জারি করেছে, অপারেটিং ক্ষমতা বাড়ানোর প্রস্তাব করেছে। বায়ু এবং সৌর শক্তির উপর নির্ভর করে 2024 সালের মধ্যে ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষে হাইড্রোজেন উত্পাদন 6GW এবং 2030 সালের মধ্যে 40GW-এ, EU-তে হাইড্রোজেন উৎপাদনের ক্ষমতা EU-এর বাইরে অতিরিক্ত 40GW দ্বারা 40GW-তে বাড়ানো হবে৷

সমস্ত নতুন প্রযুক্তির মতো, সবুজ হাইড্রোজেন প্রাথমিক গবেষণা এবং উন্নয়ন থেকে মূলধারার শিল্প উন্নয়নে চলে যাচ্ছে, যার ফলে ইউনিট খরচ কম এবং নকশা, নির্মাণ এবং ইনস্টলেশনে দক্ষতা বৃদ্ধি পাচ্ছে। সবুজ হাইড্রোজেন LCOH তিনটি উপাদান নিয়ে গঠিত: ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল খরচ, পুনর্নবীকরণযোগ্য বিদ্যুতের মূল্য এবং অন্যান্য অপারেটিং খরচ। সাধারণভাবে, ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের খরচ সবুজ হাইড্রোজেন LCOH এর প্রায় 20% ~ 25% এবং বিদ্যুতের বৃহত্তম অংশ (70% ~ 75%)। অপারেটিং খরচ তুলনামূলকভাবে ছোট, সাধারণত 5% এর কম।

আন্তর্জাতিকভাবে, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির মূল্য (প্রধানত ইউটিলিটি-স্কেল সৌর এবং বায়ু) গত 30 বছরে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, এবং এর সমান শক্তি খরচ (LCOE) এখন কয়লা-চালিত শক্তির ($30-50 /MWh) কাছাকাছি। , ভবিষ্যতে আরও খরচ-প্রতিযোগিতামূলক নবায়নযোগ্য করে তোলে। নবায়নযোগ্য শক্তির খরচ বছরে 10% হ্রাস পেতে থাকে এবং প্রায় 2030 সালের মধ্যে নবায়নযোগ্য শক্তির খরচ প্রায় $20/MWh-এ পৌঁছাবে। অপারেটিং খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে কমানো যাবে না, তবে সেল ইউনিটের খরচ কমানো যেতে পারে এবং সৌর বা বায়ু শক্তির মতো কোষের জন্য একই ধরনের শেখার খরচ বক্ররেখা প্রত্যাশিত।

সোলার পিভি 1970-এর দশকে তৈরি করা হয়েছিল এবং 2010 সালে সৌর PV LCoE-এর দাম ছিল প্রায় $500/MWh। Solar PV LCOE 2010 সাল থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং বর্তমানে $30 থেকে $50/MWh. প্রদত্ত যে ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল প্রযুক্তি 2020-2030 সাল থেকে সৌর ফটোভোলটাইক সেল উত্পাদনের জন্য শিল্প বেঞ্চমার্কের মতো, ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল প্রযুক্তি ইউনিট খরচের ক্ষেত্রে সৌর ফটোভোলটাইক কোষের মতো একই গতিপথ অনুসরণ করবে। একই সময়ে, বায়ুর জন্য LCOE গত এক দশকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, তবে অল্প পরিমাণে (প্রায় 50 শতাংশ অফশোর এবং 60 শতাংশ সমুদ্রতীরবর্তী)৷

আমাদের দেশ ইলেক্ট্রোলাইটিক ওয়াটার হাইড্রোজেন উৎপাদনের জন্য নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস (যেমন বায়ু শক্তি, ফটোভোলটাইক, হাইড্রোপাওয়ার) ব্যবহার করে, যখন বিদ্যুতের দাম 0.25 ইউয়ান/কিলোওয়াট ঘন্টার নিচে নিয়ন্ত্রিত হয়, তখন হাইড্রোজেন উৎপাদন খরচের তুলনামূলক অর্থনৈতিক দক্ষতা থাকে (15.3 ~ 20.9 ইউয়ান/কেজি) . ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইসিস এবং পিইএম ইলেক্ট্রোলাইসিস হাইড্রোজেন উত্পাদনের প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক সূচকগুলি সারণি 1 এ দেখানো হয়েছে।

ইলেক্ট্রোলাইটিক হাইড্রোজেন উৎপাদনের খরচ গণনা পদ্ধতিটি সমীকরণ (1) এবং (2) এ দেখানো হয়েছে। LCOE = নির্দিষ্ট খরচ/(হাইড্রোজেন উৎপাদনের পরিমাণ x জীবন) + অপারেটিং খরচ (1) অপারেটিং খরচ = হাইড্রোজেন উৎপাদন বিদ্যুৎ খরচ x বিদ্যুতের দাম + জলের দাম + সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ (2) ক্ষারীয় তড়িৎ বিশ্লেষণ এবং PEM ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রকল্প গ্রহণ (1000 Nm3/h) ) একটি উদাহরণ হিসাবে, ধরে নিন যে প্রকল্পগুলির সমগ্র জীবনচক্র হল 20 বছর এবং অপারেটিং লাইফ হল 9×104h৷ প্যাকেজ ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল, হাইড্রোজেন পিউরিফিকেশন ডিভাইস, উপাদান ফি, সিভিল কনস্ট্রাকশন ফি, ইন্সটলেশন সার্ভিস ফি এবং অন্যান্য আইটেমের নির্দিষ্ট খরচ ইলেক্ট্রোলাইসিসের জন্য 0.3 ইউয়ান/কিলোওয়াট ঘণ্টায় গণনা করা হয়। খরচের তুলনা সারণি 2 এ দেখানো হয়েছে।

অন্যান্য হাইড্রোজেন উৎপাদন পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, যদি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির বিদ্যুতের দাম 0.25 ইউয়ান/kWh-এর চেয়ে কম হয়, তাহলে সবুজ হাইড্রোজেনের খরচ প্রায় 15 ইউয়ান/কেজিতে কমিয়ে আনা যেতে পারে, যা খরচের সুবিধা পেতে শুরু করে। কার্বন নিরপেক্ষতার পরিপ্রেক্ষিতে, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি বিদ্যুৎ উৎপাদন খরচ হ্রাস, হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রকল্পের বড় আকারের উন্নয়ন, ইলেক্ট্রোলাইটিক সেল শক্তি খরচ এবং বিনিয়োগ খরচ হ্রাস, এবং কার্বন ট্যাক্স এবং অন্যান্য নীতির নির্দেশিকা, রাস্তা সবুজ হাইড্রোজেন খরচ হ্রাস ধীরে ধীরে পরিষ্কার হবে. একই সময়ে, যেহেতু ঐতিহ্যবাহী শক্তির উত্স থেকে হাইড্রোজেন উত্পাদন অনেক সম্পর্কিত অমেধ্য যেমন কার্বন, সালফার এবং ক্লোরিন এবং সুপারইম্পোজড পরিশোধন এবং CCUS খরচের সাথে মিশ্রিত হবে, প্রকৃত উৎপাদন খরচ 20 ইউয়ান / কেজি অতিক্রম করতে পারে৷