Selain biaya listrik, harga hidrogen sangat bergantung pada biaya investasi awal elektroliser. Semakin rendah jam muatan penuh, semakin besar dampaknya. Analis BloombergNEF (BNEF) melihat sejumlah kemungkinan jalur berbeda untuk mengembangkan pasar.
Semua elektroliser memiliki tumpukan teknologi khusus di pusatnya, di mana air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Ini terdiri dari pelat bipolar dan membran plastik yang dilapisi dengan hati-hati, kedap gas, dan dilas – yang merupakan salah satu faktor biaya utama di setiap pabrik elektrolisis. Xiaoting Wang, seorang analis di BloombergNEF, berbicara dengan 20 perusahaan di seluruh dunia sebagai bagian dari studi “Belanja Modal Sistem Elektrolisis” perusahaan dapat turun 30% pada tahun 2025”. Hal ini memberinya wawasan tentang struktur biaya untuk 30 proyek dan memungkinkannya menentukan komponen harga untuk pabrik elektrolisis alkali 10 MW di Tiongkok pada tahun 2021, sebagai contoh.
Tumpukan tersebut menyumbang sekitar 33% dari total biaya, kata Wang, dengan 40% biaya berasal dari peralatan teknis lainnya, termasuk elektronika daya, pemisahan gas dan cairan, serta pemurnian gas (lihat grafik di bawah). Sebanyak 27% biaya lainnya diatribusikan pada beban proyek lainnya, seperti teknik sipil, pemasangan peralatan, dan perumahan.
basa Cina
Laporan BNEF menyatakan sistem alkaline 10 MW seringkali terdiri dari dua tumpukan 5 MW yang menghasilkan hidrogen pada 16 bar. Pabrikan biasanya menawarkan solusi lengkap dengan semua aksesori dan pemasangan. Pengembang Tiongkok menerima tawaran semacam itu pada tahun 2021 hanya dengan $303/kW – yaitu total sekitar €3 juta ($3.2 juta). Jumlah ini tidak termasuk biaya sambungan jaringan listrik, trafo tegangan tinggi, atau biaya “lunak” lainnya seperti biaya pengembangan, persetujuan dan perjanjian pembiayaan.
Wang mengatakan bahwa biaya proyek di pasar Barat dengan elektroliser yang diproduksi di dalam negeri adalah sekitar empat kali lebih tinggi. Biaya investasi rata-rata €1,200/kW untuk elektroliser alkaline dan €1,400/kW untuk elektroliser membran penukar proton (PEM).
Penawaran yang lebih murah, seperti €180/kW, dari Peric untuk pembangkit listrik berkapasitas 80 MW di Tiongkok; atau €521/kW, dari Thyssenkrupp untuk pembangkit listrik berkapasitas 2 GW di Arab Saudi, belum termasuk seluruh biaya proyek dan oleh karena itu, tidak dapat dibandingkan. Ini mencakup tumpukan elektrolisis, pemisahan dan pemurnian cairan gas, dan pasokan air. Namun, elektronika daya dan kabinet kontrol tidak termasuk.
Wang mengaitkan perbedaan harga yang besar ini dengan biaya tenaga kerja yang rendah dan rantai pasokan yang mapan di Tiongkok, di mana produsen elektroliser dapat memperoleh bahan dan komponen dengan harga yang jauh lebih rendah dibandingkan di negara-negara Barat. Sejauh ini, produksi sebagian besar elektroliser tidak dilakukan secara otomatis. Pabrikan Tiongkok memproduksi elektroliser berskala megawatt untuk industri lain sebelum ada permintaan dari produsen hidrogen ramah lingkungan, yang berarti mereka mendapat manfaat dari produksi skala besar. Pelanggan lama termasuk produsen polisilikon untuk sel fotovoltaik.
Analisis Bloomberg pada September 2022 mengklaim bahwa produsen Barat dapat mencapai biaya rendah serupa. Untuk melakukan hal ini, mereka harus memanfaatkan produksi yang sangat otomatis. Wang mengatakan dia mengantisipasi penurunan harga yang signifikan pada awal tahun 2025 (lihat grafik utama di atas). Harga tahun 2021 juga masih termasuk margin yang memadai bagi perusahaan engineering, pengadaan, dan konstruksi (EPC). Perkembangan jangka panjang menunjukkan bahwa harga proyek elektrolisis akan menyatu di seluruh dunia mulai tahun 2035.
Investor Barat cenderung mempercayakan perusahaan EPC untuk menangani seluruh proyek dengan biaya sekaligus, dan bergantung pada perusahaan besar dan terkenal. Namun, perusahaan-perusahaan tersebut biasanya memiliki sedikit pengalaman dalam pembangunan pabrik elektrolisis, sehingga premi keselamatan dalam harga keseluruhan penawaran tinggi. Dengan meningkatnya pengalaman dan masuknya perencana proyek khusus, yang menyebabkan lebih banyak persaingan, biaya tambahan ini akan berkurang.
Wadah prefabrikasi
Pemasok peralatan juga berupaya menawarkan produk yang mengurangi beban kerja di lokasi konstruksi, sehingga memangkas biaya. Salah satu tren yang mendukung hal ini adalah pengembangan sistem dalam container. Artinya, berbagai komponen sistem tidak harus dirakit di lokasi melainkan dibuat terlebih dahulu di pabrik, diuji, dan dikirim ke lokasi yang dituju. Hal ini meminimalkan sumber kesalahan dan mengurangi waktu penempatan personel spesialis di lokasi.
Dalam pembaruan analisis pasarnya, Bloomberg melaporkan penawaran solusi kontainer tersebut sebesar $1,000/kW. Orang dalam industri bahkan melaporkan penawaran serendah $700/kW, kata Wang. Salah satu solusi wadah tersebut disajikan dalam a majalah pv Webinar Jerman pada Februari 2023. Elektroliser PEM dari pemasok Jerman H-Tec memiliki output sebesar 1 MW dan menghasilkan 450 kg hidrogen per hari. Rekaman dari majalah pv webinar tersedia di pv-magazine.com/webinars.
Mereka yang ingin menekan biaya dengan membeli electrolyzer dari Tiongkok perlu mempertimbangkan bahwa produk ekspor biasanya dijual dengan harga premium sekitar 20% hingga 30%, dibandingkan harga di pasar dalam negeri, kata BloombergNEF, yang berarti biaya pengembangan dan perencanaan proyek masih akan lebih tinggi. Penting untuk mempertimbangkan bahwa memilih merek Tiongkok untuk memasok peralatan inti dapat mengurangi peluang proyek untuk menerima subsidi lokal dan dapat mempengaruhi pembiayaan.
Proyek hidrogen ramah lingkungan yang pertama dulunya, dan hingga saat ini, sebagian besar dirancang untuk mengambil listrik dari jaringan listrik, dengan konsumsi listrik dari mesin elektroliser diseimbangkan setiap bulan atau setiap tahunnya dengan pembangkit listrik terbarukan dari pemasok. Dalam hal ini, kelemahan teknis elektrolisis alkali dalam hal fleksibilitas tidak akan mengganggu operator.
Namun, setelah tahun 2030, sebagian besar proyek hidrogen ramah lingkungan baru perlu memastikan kesesuaian setiap jam antara pembangkitan listrik dan konsumsi daya untuk sistem elektrolisis yang terhubung ke jaringan, yang akan menyebabkan lebih banyak proyek di luar jaringan yang dikembangkan, kata Wang. Tren ini bukan hanya disebabkan oleh perlunya definisi yang lebih jelas tentang hidrogen hijau. Koneksi langsung ke pembangkit listrik energi terbarukan juga akan meningkatkan kelayakan ekonomi di masa depan. Lagi pula, menggunakan jaringan listrik untuk mengalihkan listrik dalam jumlah besar akan memakan biaya lebih besar di masa depan. Oleh karena itu, elektrolisis dengan jaringan listrik yang stabil tidak akan mampu menghasilkan hidrogen yang lebih murah di masa depan dibandingkan dengan energi matahari dan angin, dengan biaya pembangkitan listrik yang rendah.
Pengurangan biaya
Di sinilah elektroliser PEM berperan. Ini dapat mengikuti fluktuasi pasokan listrik dengan lebih baik dan juga bekerja secara efisien dalam operasi beban parsial atau di luar jaringan. Namun, teknologi ini masih perlu mengurangi ketergantungannya secara signifikan pada logam golongan platinum yang mahal, terutama iridium, agar dapat memperoleh pangsa pasar yang dominan, kata Wang. Plug Power, dari Amerika Serikat, dan ITM Power, dari Inggris, menggunakan kapasitas 200 gram hingga 300 gram iridium per megawatt.
Produksi iridium di seluruh dunia saat ini adalah sekitar tujuh metrik ton per tahun. Bahkan jika seluruh volume digunakan untuk memproduksi katalis untuk elektrolisis PEM, rantai pasokan ini hanya dapat mendukung maksimal 35 GW per tahun. PEM hanya dapat mendominasi pasar hidrogen hijau jika produsen berhasil mengurangi konsumsi iridium per unit secara signifikan pada dekade ini atau mencapai efek yang setara secara paralel dengan peningkatan daur ulang logam. Wang mengatakan Electric Hydrogen, produsen elektroliser PEM baru yang berbasis di Amerika Serikat, telah melaporkan penggunaan iridium yang jauh lebih sedikit dibandingkan pesaingnya.
Ada juga kemungkinan elektrolisis membran penukar anion (AEM) dapat menggantikan PEM setelah tahun 2030 karena tidak menggunakan logam mahal. Ini berarti produsen harus berhasil mengembangkan tumpukan yang sesuai untuk proyek skala besar. Enapter adalah pionir AEM, membangun tumpukan kecil dan merakitnya menjadi unit 1 MW yang lebih besar yang masih kecil dibandingkan dengan elektroliser lainnya. Perusahaan Verdagy yang berbasis di California baru saja mulai menjual modul berkapasitas 20 MW, masing-masing terdiri dari dua tumpukan berkapasitas 10 MW.
Tumpukan yang lebih besar
Memproduksi lebih banyak hidrogen dari satu tumpukan adalah cara lain untuk mengurangi biaya. Salah satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan meningkatkan ukuran tumpukan itu sendiri. Menurut Wang, pembangkit listrik komersial terbesar, dengan kapasitas 15 MW, yang mulai dipasarkan pada September 2023, berasal dari Longi. Meskipun meningkatkan ukuran tumpukan terdengar mudah, hal ini memiliki beberapa kelemahan. Pertama, semakin sulit memindahkan unit dalam jumlah besar, terutama untuk penjualan internasional. Kedua, dengan unit yang lebih besar, gaya dan tekanan mekanis menjadi lebih tidak merata, sehingga mempengaruhi keselamatan dan berhubungan dengan efisiensi yang lebih rendah.
Hasil yang lebih banyak dapat dicapai dengan meningkatkan kepadatan arus. Sederhananya, semakin banyak elektron yang melewati tumpukan tersebut, semakin banyak hidrogen yang dapat dihasilkan. Menerapkan tegangan yang lebih tinggi saja dapat meningkatkan rapat arus tetapi berdampak buruk pada efisiensi. Strategi untuk mempertahankan atau bahkan meningkatkan efisiensi adalah dengan merevisi struktur internal dan memperkenalkan katalis dan membran canggih.
Dalam jangka panjang, lebih baik meningkatkan kepadatan arus, kata Wang. Plug Power dan ITM Power memimpin di sini dengan kepadatan arus lebih dari 3A/cm2 (ampere per cm2) diikuti oleh pabrikan AEM Verdagy, dengan 2A/cm2. Kebanyakan elektroliser alkaline Cina hanya memiliki 0.3A/cm2. Wang, sebaliknya, telah belajar dari Electric Hydrogen bahwa produk mereka akan memiliki kerapatan arus yang lebih tinggi daripada Plug Power dan ITM Power. Dia memperkirakan, pada tahun 2030, kepadatan arus mendekati 10A/cm2 akan menjadi ciri khas produsen elektroliser PEM lainnya.
Lebih banyak kompetisi
Harga produk-produk Barat pada awalnya bisa turun sekitar 30% pada tahun 2025. Selain kemajuan teknologi, persaingan juga kemungkinan akan meningkat. Produsen di seluruh dunia telah mengumumkan kapasitas produksi sebesar 52.6 GW untuk tahun ini sementara pengiriman secara optimis hanya sebesar 5 GW, menurut perkiraan BloombergNEF. Di Tiongkok, dimana terdapat persaingan ketat untuk mendapatkan pesanan dari pengembang proyek, margin produsen kecil. Selain itu, pengembang melakukan lindung nilai terhadap risiko produsen dengan hanya membayar hingga 85% dari harga pengiriman yang disepakati dan sisanya setelah commissioning selesai dan kinerja masih bagus setelah 18 bulan.
Tekanan terhadap pasar Barat belum terlalu besar, karena investor dan pengembang proyek di Eropa dan Amerika Serikat mungkin memperhitungkan subsidi yang relatif tinggi. Namun, kapasitas produksi juga meningkat di sini dan pabrik perlu dimanfaatkan sepenuhnya. Jika pabrikan Tiongkok juga mencari keselamatan melalui ekspor, diperkirakan perang harga akan meningkat di semua pasar.
Pandangan dan opini yang diungkapkan dalam artikel ini adalah milik penulis, dan tidak mencerminkan apa yang dianut oleh majalah pv.
Konten ini dilindungi oleh hak cipta dan tidak boleh digunakan kembali. Jika Anda ingin bekerja sama dengan kami dan ingin menggunakan kembali sebagian konten kami, silakan hubungi: editors@pv-magazine.com.
Sumber dari majalah pv
Penafian: Informasi yang diuraikan di atas disediakan oleh pv-magazine.com secara independen dari Alibaba.com. Alibaba.com tidak membuat pernyataan dan jaminan mengenai kualitas dan keandalan penjual dan produk.
