研究人员确定了降低绿色氢成本的关键因素

新南威尔士大学悉尼分校的工程师们对绿色氢气生产成本进行了分析，发现澳大利亚凭借其巨大的太阳能资源和出口潜力，在利用绿色氢气革命方面处于有利地位。

研究人员确定了降低绿色氢成本所需的关键因素，以使其与使用化石燃料生产氢的其他方法相竞争。

在今天出版的一篇论文中细胞报告物理科学欧洲杯线上买球，作者展示了不同的因素如何影响电解生产绿色氢的成本，使用专用的太阳能系统，不使用来自电网的额外电力。

这种方法在不使用主要由化石燃料电力供应的电网电力的情况下，生产氢气的排放几乎为零。远离电网也意味着这样的系统可以部署在偏远地区，有良好的阳光照射时间，长达一年。

研究人员检查了一系列可能影响绿色氢能最终价格的参数，包括电解槽和太阳能光伏(PV)系统的成本、电解槽效率、可用阳光和装置的大小。

在对不同情况下各种参数随机赋值的数千次计算中，研究人员发现绿色氢的成本从每公斤2.89美元到4.67美元不等(4.04澳元到6.53澳元)。研究人员说，甚至有可能达到更低的价格，设想价格接近每公斤2.5美元(3.5澳元)，届时绿色氢将开始与化石燃料生产竞争。

为什么一系列的价格-

合著者之一、新南威尔士大学光伏可再生能源工程学院博士后Nathan Chang表示，在试图估算技术开发成本时，一个常见的问题是，计算基于的假设可能只适用于某些情况。这使得结果与其他地点的相关性降低，并且没有考虑到技术性能和成本随着时间的推移而提高。

“但在这里，我们得到的不是一个单一的计算数字，而是一系列可能的数字。”他说。

“每个特定的答案都是许多可能的输入参数的组合。”

“例如，我们有澳大利亚光伏系统成本的最新数据，但我们知道，在一些国家，他们为其系统支付的费用要高得多。我们还看到光伏成本每年都在下降。因此，我们将成本值越低越高放入模型中，以了解氢气成本会发生什么变化。

“因此，在我们的算法中加入了所有这些不同的数值，得到了一系列氢能价格后，我们说，‘好吧，有一些情况下，我们接近了每公斤2美元（2.80澳元）的价格。是什么原因使价格降到了如此低的水平？’

ARC全球氢经济培训中心和新南威尔士大学化学工程学院的合著者Rahman Daiyan博士说，当他们检查每公斤成本接近2美元的案例时，某些参数很突出。

“电解槽的资本成本及其效率仍然决定着可再生氢的可行性。”他说。

“我们进一步降低成本的一个关键方法是在电解槽中使用廉价的过渡金属催化剂。它们不仅价格便宜，而且甚至比目前商业使用的催化剂性能更好。

“此类研究将为从事催化剂开发的研究人员提供灵感和目标。”

这些都加起来了

该系统和成本模拟模型本身是由本科生乔纳森·耶茨(Jonathon Yates)建立的，他通过新南威尔士大学的“研究品味”(Taste of Research)奖学金项目获得了参与该项目的机会。

“我们使用了真实的天气数据，并为每个位置计算出了光伏系统的最佳尺寸。”他说。

“然后我们看到，这将如何改变世界各地正在考虑太阳能电解的不同地区的经济状况。

“我们知道，安装这样一个系统的每个位置都是不同的，需要不同的尺寸，需要不同的组件成本。将这些因素与气候变化结合起来，意味着一些地区的成本潜力将低于其他地区，这可能意味着出口机会。”

他以日本为例，日本没有大量的太阳能资源，而且太阳能系统的规模可能有限。

“因此，与拥有充足阳光的广阔内陆地区相比，这里的成本可能存在很大差异，”耶茨先生说。

展望未来

研究人员说，想象在未来几十年内，大型氢能发电厂比化石燃料发电厂变得更便宜并不牵强。

“因为光伏成本正在降低，它正在改变太阳能制氢的经济性。”Chang博士说。

“在过去，远程太阳能驱动电解系统的想法被认为过于昂贵。但这一差距每年都在缩小，在一些地区，迟早会有一个交叉点。”

戴燕博士说：“随着电解槽效率的技术改进，安装这些类型系统的成本预期降低，政府和行业愿意投资于更大的系统，以利用规模经济，这种绿色技术正越来越接近与替代化石燃料氢生产竞争。”

耶茨表示，绿色氢气比化石燃料法生产的氢气更经济只是时间问题。

“当我们使用其他研究人员对电解器和光伏成本的预测重新计算氢的成本时，有可能看到绿色氢的成本到2030年将低至每公斤2.20美元(3.08澳元)，与化石燃料生产氢的成本持平或更低。

“在这种情况下，拥有巨大太阳能资源的澳大利亚将处于有利地位，可以利用这一优势。”

来源:https://unsw.edu.au/