Hidrojenin fiyatı, elektriğin maliyetine ek olarak büyük ölçüde elektrolizörün ön yatırım maliyetine de bağlıdır. Tam yük saatleri ne kadar düşük olursa etki o kadar büyük olur. Analist BloombergNEF (BNEF), piyasanın gelişmesi için bir dizi farklı olası yol görüyor.
Tüm elektrolizörlerin merkezinde suyun hidrojen ve oksijene ayrıldığı teknolojiye özel bir yığın bulunur. Bu, her elektroliz tesisindeki ana maliyet faktörleri arasında yer alan, dikkatlice katmanlı, gaz geçirmez, kaynaklı çift kutuplu plakalar ve plastik membranlardan oluşur. BloombergNEF analistlerinden Xiaoting Wang, şirketin "Elektroliz Sistemi Yatırım Harcamaları [sermaye harcamaları] 20 yılına kadar %30 düşebilir" araştırması kapsamında dünya çapında 2025 şirketle konuştu. Bu ona 30 projenin maliyet yapısına ilişkin bir fikir verdi ve örnek olarak Çin'deki 10 MW'lık bir alkalin elektroliz tesisinin fiyat bileşenlerini 2021'de belirlemeyi mümkün kıldı.
Wang, yığının toplam maliyetlerin yaklaşık %33'ünü oluşturduğunu ve maliyetlerin %40'ının güç elektroniği, gaz ve sıvı ayırma ve gaz arıtma dahil olmak üzere diğer teknik ekipmanlardan geldiğini söyledi (aşağıdaki tabloya bakınız). Maliyetlerin %27'si inşaat mühendisliği, ekipman kurulumu ve konut gibi diğer proje giderlerine atfedilebilir.
Çin alkali
BNEF raporu, 10 MW'lık bir alkali sistemin genellikle 5 barda hidrojen sağlayan 16 MW'lık iki bacadan oluştuğunu belirtti. Üretici genellikle tüm aksesuarlar ve kurulumla birlikte eksiksiz bir çözüm sunar. Çinli geliştiriciler 2021'de 303 $/kW kadar düşük bir fiyata, yani toplamda yaklaşık 3 milyon Euro'ya (3.2 milyon $) böyle bir teklif aldılar. Buna şebeke bağlantı ücreti, yüksek gerilim trafoları veya geliştirme, onaylar ve finansman anlaşmaları gibi diğer "yumuşak" maliyetler dahil değildi.
Wang, Batı pazarlarında yurt içinde üretilen elektrolizörlerin proje maliyetlerinin yaklaşık dört kat daha yüksek olduğunu söyledi. Yatırım maliyetleri alkalin elektrolizörler için ortalama 1,200 €/kW ve proton değişim membranı (PEM) elektrolizörleri için 1,400 €/kW oldu.
Çin'deki 180 MW'lık bir tesis için Peric'ten 80 €/kW gibi daha ucuz teklifler; veya Suudi Arabistan'daki 521 GW'lık bir tesis için Thyssenkrupp'tan 2 €/kW, tüm proje maliyetlerini içermemektedir ve bu nedenle karşılaştırılamaz. Elektroliz yığınlarını, gaz sıvı ayırma ve saflaştırmayı ve su kaynağını içerirler. Ancak güç elektroniği ve kontrol kabinleri hariçtir.
Wang, bu büyük fiyat farkını düşük işçilik maliyetlerine ve elektrolizör üreticilerinin Batı'dakinden çok daha düşük fiyatlarla malzeme ve bileşen tedarik edebildiği Çin'deki yerleşik tedarik zincirlerine bağladı. Şu ana kadar çoğu elektrolizörün üretimi otomatikleştirilmemiştir. Çinli üreticiler, yeşil hidrojen üreticilerinden talep gelmeden önce diğer endüstriler için megavat ölçekli elektrolizörler üretiyorlardı, bu da onların ölçekli üretimden faydalandığı anlamına geliyordu. Mevcut müşteriler arasında fotovoltaik hücreler için polisilikon üreticileri de vardı.
Bloomberg'in Eylül 2022'deki analizi, Batılı üreticilerin de benzer şekilde düşük maliyetlere ulaşabileceğini iddia etti. Bunu yapabilmek için yüksek derecede otomasyonlu üretimden faydalanmaları gerekecek. Wang, 2025 gibi erken bir tarihte önemli fiyat düşüşleri beklediğini söyledi (yukarıdaki ana tabloya bakın). 2021 fiyatlarına mühendislik, tedarik ve inşaat (EPC) şirketleri için hâlâ yeterli marjlar dahil. Uzun vadeli gelişmeler, elektroliz projelerinin fiyatlarının 2035'ten itibaren dünya çapında birbirine yakınlaşacağını gösteriyor.
Batılı yatırımcılar, bir projenin tamamını toplu bir meblağ karşılığında bir EPC şirketine emanet etme ve büyük, tanınmış şirketlere güvenme eğilimindedir. Ancak bu tür şirketlerin genellikle elektroliz tesislerinin inşası konusunda çok az deneyimi vardır, bu nedenle genel teklifin fiyatındaki güvenlik primleri yüksektir. Artan deneyim ve uzman proje planlayıcılarının katılımıyla daha fazla rekabete yol açacak şekilde bu ek ücretlerin azalması gerekmektedir.
Prefabrik konteynerler
Ekipman tedarikçileri de şantiyedeki iş yükünü azaltan ve dolayısıyla maliyetleri düşüren ürünler sunmaya çalışıyor. Bunu destekleyen trendlerden biri konteynerli sistemlerin geliştirilmesidir. Bu, çeşitli sistem bileşenlerinin sahada monte edilmesi gerekmediği, bunun yerine bir fabrikada prefabrik hale getirildiği, test edildiği ve amaçlanan yere teslim edildiği anlamına gelir. Bu, hata kaynaklarını en aza indirir ve uzman personelin sahada görevlendirme süresini azaltır.
Piyasa analizine ilişkin bir güncellemede Bloomberg, bu tür konteyner çözümleri için 1,000 $/kW'lık teklifler bildirdi. Wang, sektördeki kişilerin 700 $/kW kadar düşük teklifler bile bildirdiğini söyledi. Böyle bir konteyner çözümü bir sunumda sunuldu. pv dergisi Şubat 2023'te Almanya web semineri. Alman tedarikçi H-Tec'in PEM elektrolizörü 1 MW üretime sahip ve günde 450 kg hidrojen üretiyor. kayıtları pv dergisi web seminerlerine pv-magazine.com/webinars adresinden ulaşabilirsiniz.
BloombergNEF, Çin'den bir elektrolizör satın alarak maliyetleri düşürmek isteyenlerin, ihraç edilen ürünlerin genellikle iç pazardaki fiyatlara kıyasla %20 ila %30 civarında bir primle satıldığını dikkate alması gerektiğini söyledi. hala daha yüksek olurdu. Temel ekipmanı tedarik etmek için bir Çin markası seçmenin, projenin yerel sübvansiyon alma şansını azaltabileceğini ve finansmanı etkileyebileceğini dikkate almak önemlidir.
İlk yeşil hidrojen projeleri, elektrolizörlerin elektrik tüketiminin, tedarikçilerin yenilenebilir elektrik üretimine göre aylık veya yıllık olarak dengelenmesiyle, esas olarak şebekeden elektrik çekmek üzere tasarlanmıştı ve hala da öyledir. Bu durumda alkalin elektrolizin esneklik açısından teknik dezavantajı operatörleri rahatsız etmeyecektir.
Ancak Wang, 2030'dan sonra çoğu yeni yeşil hidrojen projesinin, şebekeye bağlı elektroliz sistemleri için enerji üretimi ile güç tüketimi arasında saatlik bir eşleşme sağlaması gerekeceğini ve bunun da daha fazla şebekeden bağımsız projenin geliştirilmesine yol açacağını söyledi. Bu eğilim yalnızca yeşil hidrojenin daha net bir tanımına duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmıyor. Yenilenebilir enerji üretim tesislerine doğrudan bağlantı gelecekte ekonomik fizibiliteyi de geliştirecektir. Sonuçta, büyük miktarlarda elektriği aktarmak için şebekeyi kullanmak gelecekte daha pahalıya mal olacak. Bu nedenle, istikrarlı şebeke elektriği ile yapılan elektroliz, düşük elektrik üretim maliyetleri nedeniyle gelecekte güneş ve rüzgar enerjisinden daha ucuz hidrojen üretemeyecektir.
Maliyet azaltma
PEM elektrolizörlerinin devreye girdiği yer burasıdır. Bunlar, dalgalanan elektrik arzını daha iyi takip edebilir ve ayrıca kısmi yükte veya şebekeden bağımsız olarak verimli şekilde çalışabilir. Ancak Wang, bu teknolojinin hâlâ baskın bir pazar payı elde edebilmek için başta iridyum olmak üzere pahalı platin grubu metallere olan bağımlılığını önemli ölçüde azaltması gerektiğini söyledi. ABD'den Plug Power ve Birleşik Krallık'tan ITM Power, megawatt kapasite başına 200 gram ila 300 gram iridyum kullanıyor.
Şu anda dünya çapındaki iridyum üretimi yılda yaklaşık yedi metrik tondur. Hacmin tamamı PEM elektrolizi için katalizör üretmek amacıyla kullanılsa bile, bu tedarik zinciri yılda yalnızca maksimum 35 GW'ı destekleyebilir. PEM, ancak üreticilerin bu on yılda birim başına iridyum tüketimini önemli ölçüde azaltmayı başarmaları veya gelişmiş metal geri dönüşümüne paralel olarak eşdeğer bir etki elde etmeleri durumunda yeşil hidrojen pazarına hakim olabilir. Wang, Amerika Birleşik Devletleri merkezli yeni bir PEM elektrolizör üreticisi olan Electric Hydrogen'in, rakiplerinden önemli ölçüde daha az iridyum kullandığını bildirdiğini söyledi.
Ayrıca anyon değişim membranı (AEM) elektrolizinin, pahalı metaller kullanmaması nedeniyle 2030'dan sonra PEM'in yerini alma ihtimali de var. Bu, üreticilerin büyük ölçekli projelere uygun yığınlar geliştirmede başarılı olmaları gerektiği anlamına gelir. Enapter, küçük yığınlar oluşturan ve bunları diğer elektrolizörlerle karşılaştırıldığında hala küçük olan daha büyük 1 MW'lık birimler halinde birleştiren bir AEM öncüsüdür. Kaliforniya merkezli Verdagy şirketi, her biri 20 MW'lık iki yığından oluşan 10 MW'lık modüllerin satışına yeni başlıyor.
Daha büyük yığınlar
Tek bir yığından daha fazla hidrojen üretmek, maliyeti düşürmenin başka bir yoludur. Bunu başarmanın bir yolu yığının boyutunu arttırmaktır. Wang'a göre Eylül 15'te piyasaya çıkan 2023 MW'lık en büyük ticari yığın Longi'den geliyor. Yığının boyutunu artırmak basit gibi görünse de birçok dezavantajı vardır. Birincisi, özellikle uluslararası satışlarda büyük birimlerin taşınması zorlaşıyor. İkincisi, daha büyük ünitelerde mekanik kuvvetler ve gerilimler daha dengesiz hale gelir, bu da güvenliği etkiler ve daha düşük verimlilikle ilişkilendirilir.
Akım yoğunluğunun arttırılmasıyla daha fazla verim elde edilebilir. Basitçe söylemek gerekirse, yığından ne kadar çok elektron geçerse, o kadar çok hidrojen üretilebilir. Basitçe daha yüksek bir voltajın uygulanması, akım yoğunluğunu artırabilir ancak verimlilik üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Verimliliği koruma ve hatta artırma stratejisi, iç yapıları revize etmek ve gelişmiş katalizörler ve membranlar eklemektir.
Wang, uzun vadede mevcut yoğunluğun artırılmasının tercih edildiğini söyledi. Fiş Gücü ve ITM Gücü, 3A/cm'den fazla akım yoğunluğuyla burada lider konumdadır2 (cm2 başına amper) ve ardından 2A/cm ile AEM üreticisi Verdagy geliyor2. Çin alkalin elektrolizörlerinin çoğu yalnızca 0.3A/cm'dir.2. Wang da Electric Hydrogen'den ürünlerinin Plug Power ve ITM Power'dan daha yüksek bir akım yoğunluğuna sahip olacağını öğrendi. 2030 yılına kadar mevcut yoğunlukların 10A/cm'ye yakın olacağını tahmin ediyor2 geri kalan PEM elektrolizör üreticileri için tipik olacaktır.
Daha fazla rekabet
Batılı ürünlerin maliyetleri başlangıçta 30 yılına kadar %2025 civarında düşebilir. Teknolojik ilerlemenin yanı sıra rekabetin de artması muhtemeldir. BloombergNEF'in tahminine göre, dünya çapındaki üreticiler bu yıl için 52.6 GW üretim kapasitesi açıklarken, teslimatlar iyimser bir şekilde yalnızca 5 GW olacak. Proje geliştiricilerin siparişleri için halihazırda şiddetli bir rekabetin olduğu Çin'de, üreticilerin marjları küçük. Buna ek olarak, geliştiriciler, üzerinde anlaşmaya varılan fiyatın yalnızca %85'ini teslimatta ödeyerek ve geri kalanını devreye alma tamamlandıktan ve 18 ay sonra performans hala iyi olduğunda ödeyerek üreticiye karşı risklerini koruyorlar.
Avrupa ve ABD'deki yatırımcılar ve proje geliştiricileri nispeten yüksek sübvansiyonları hesaba katabileceğinden, Batı pazarları üzerindeki baskı henüz o kadar yüksek değil. Ancak burada üretim kapasiteleri de artıyor ve fabrikaların tam kapasite kullanılması gerekiyor. Çinli üreticiler de kurtuluşunu ihracatta ararsa fiyat savaşının tüm pazarlarda artacağı öngörülebilir.
Bu makalede ifade edilen görüş ve görüşler yazara aittir ve yazarın sahip olduğu görüşleri yansıtmayabilir. pv dergisi.
Bu içerik telif hakkıyla korunmaktadır ve tekrar kullanılamaz. Bizimle işbirliği yapmak ve içeriğimizin bir kısmını yeniden kullanmak istiyorsanız lütfen editors@pv-magazine.com adresiyle iletişime geçin.
Kaynaktan pv dergisi
Sorumluluk reddi beyanı: Yukarıda belirtilen bilgiler Alibaba.com'dan bağımsız olarak pv-magazine.com tarafından sağlanmaktadır. Alibaba.com, satıcının ve ürünlerin kalitesi ve güvenilirliği konusunda hiçbir beyan ve garanti vermez.
