4 氢气生产 13 4.1 文献综述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.3 电解器 OPEX 成本 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
除用可再生能源替代化石燃料和提高能源效率外,使用基于电力的氢或由其衍生的合成燃料也是实现雄心勃勃的欧洲气候保护目标的潜在战略。由于合成碳氢化合物具有与其化石替代品相同的化学性质,因此可以保留现有的基础设施和成熟的应用技术,同时减少能源转换、运输、工业、住宅和服务业中的二氧化碳排放。然而,转换过程,特别是所有电子燃料所需的氢气的生产,都与能源损失和成本有关。为了评估氢气生产的技术经济潜力及其利用对其他能源系统的影响,制定了 2050 年欧洲无温室气体排放能源系统中基于电力的氢气供应曲线。研究发现,按照欧盟委员会长期战略眼光 1.5 °C 情景设想的氢气数量级 (1536-1953 TWh H2),氢气边际生产成本将超过 110 欧元 2020/MWh H2,电解槽容量将超过 615 GW el。虽然利用电解法生产这些数量的氢气为电力系统提供了一定的灵活性,并可以整合少量的当地剩余电力,但必须额外安装 766 GW el 的风电和 865 GW el 的太阳能才能满足氢气生产的额外电力需求。此外,研究还发现,在以可再生能源为主导的能源系统中使用的电解槽最重要的技术经济特性是灵活运行的能力和将电能转化为氢气的效率。可以预见,所示的分析对于需要确定未来能源系统的研究、补贴和基础设施要求的政策制定者和企业决策者都很有价值,因为他们的商业模式将受到未来电力燃料供应的显著影响。