قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے برقی تجزیہ کے ذریعے سبز ہائیڈروجن کی پیداوار کا اقتصادی تجزیہ

زیادہ سے زیادہ ممالک ہائیڈروجن توانائی کے لیے اسٹریٹجک اہداف طے کرنا شروع کر رہے ہیں، اور کچھ سرمایہ کاری گرین ہائیڈروجن ٹیکنالوجی کی ترقی کی طرف مائل ہو رہی ہے۔ یورپی یونین اور چین اس ترقی کی رہنمائی کر رہے ہیں، ٹیکنالوجی اور بنیادی ڈھانچے میں پہلے آنے والے فوائد کی تلاش میں ہیں۔ دریں اثنا، جاپان، جنوبی کوریا، فرانس، جرمنی، ہالینڈ، نیوزی لینڈ اور آسٹریلیا سبھی نے ہائیڈروجن توانائی کی حکمت عملی جاری کی ہے اور 2017 سے پائلٹ منصوبے تیار کیے ہیں۔ 2021 میں، یورپی یونین نے آپریٹنگ صلاحیت کو بڑھانے کی تجویز پیش کرتے ہوئے ہائیڈروجن توانائی کے لیے ایک اسٹریٹجک ضرورت جاری کی۔ ہوا اور شمسی توانائی پر انحصار کرتے ہوئے الیکٹرولائٹک خلیوں میں ہائیڈروجن کی پیداوار 2024 تک 6GW تک، اور 2030 تک 40GW تک، EU میں ہائیڈروجن کی پیداوار کی صلاحیت EU سے باہر اضافی 40GW کے ذریعے 40GW تک بڑھ جائے گی۔

جیسا کہ تمام نئی ٹیکنالوجیز کے ساتھ، گرین ہائیڈروجن بنیادی تحقیق اور ترقی سے مرکزی دھارے کی صنعتی ترقی کی طرف بڑھ رہا ہے، جس کے نتیجے میں یونٹ کی لاگت کم ہو رہی ہے اور ڈیزائن، تعمیر اور تنصیب میں کارکردگی میں اضافہ ہوا ہے۔ گرین ہائیڈروجن LCOH تین اجزاء پر مشتمل ہے: الیکٹرولائٹک سیل کی قیمت، قابل تجدید بجلی کی قیمت اور دیگر آپریٹنگ اخراجات۔ عام طور پر، الیکٹرولائٹک سیل کی لاگت سبز ہائیڈروجن LCOH کے تقریباً 20% ~ 25%، اور بجلی کا سب سے بڑا حصہ (70% ~ 75%) ہے۔ آپریٹنگ اخراجات نسبتاً چھوٹے ہیں، عام طور پر 5% سے کم۔

بین الاقوامی سطح پر، قابل تجدید توانائی (بنیادی طور پر افادیت کے پیمانے پر شمسی اور ہوا) کی قیمت گزشتہ 30 سالوں میں نمایاں طور پر گر گئی ہے، اور اس کی مساوی توانائی کی قیمت (LCOE) اب کوئلے سے چلنے والی بجلی ($30-50/MWh) کے قریب ہے۔ , مستقبل میں قابل تجدید ذرائع کو مزید لاگت سے مسابقتی بنانا۔ قابل تجدید توانائی کی لاگت میں ایک سال میں 10% کی کمی جاری ہے، اور تقریباً 2030 تک قابل تجدید توانائی کی لاگت تقریباً $20/MWh تک پہنچ جائے گی۔ آپریٹنگ اخراجات کو نمایاں طور پر کم نہیں کیا جا سکتا، لیکن سیل یونٹ کے اخراجات کو کم کیا جا سکتا ہے اور اسی طرح کے سیکھنے کی لاگت کی وکر خلیات کے لیے متوقع ہے جیسا کہ شمسی یا ہوا کی طاقت کے لیے۔

سولر PV کو 1970 کی دہائی میں تیار کیا گیا تھا اور 2010 میں سولر PV LCoEs کی قیمت تقریباً $500/MWh تھی۔ سولر PV LCOE میں 2010 سے نمایاں کمی آئی ہے اور فی الحال $30 سے ​​$50/MWh ہے۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ الیکٹرولائٹک سیل ٹیکنالوجی 2020-2030 سے ​​شمسی فوٹو وولٹک سیل کی پیداوار کے صنعتی معیار سے ملتی جلتی ہے، الیکٹرولائٹک سیل ٹیکنالوجی یونٹ لاگت کے لحاظ سے شمسی فوٹوولٹک سیلز کی طرح کی رفتار کی پیروی کرنے کا امکان ہے۔ اسی وقت، ہوا کے لیے LCOE میں پچھلی دہائی کے دوران نمایاں طور پر کمی آئی ہے، لیکن تھوڑی مقدار میں (تقریباً 50 فیصد آف شور اور 60 فیصد ساحل پر)۔

ہمارا ملک الیکٹرولائٹک واٹر ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے قابل تجدید توانائی کے ذرائع (جیسے ونڈ پاور، فوٹو وولٹک، ہائیڈرو پاور) استعمال کرتا ہے، جب بجلی کی قیمت 0.25 یوآن/kWh سے نیچے کنٹرول کی جاتی ہے، تو ہائیڈروجن کی پیداواری لاگت نسبتاً معاشی کارکردگی (15.3 ~ 20.9 یوآن/کلوگرام) ہوتی ہے۔ . الکلائن الیکٹرولیسس اور پی ای ایم الیکٹرولیسس ہائیڈروجن کی پیداوار کے تکنیکی اور اقتصادی اشارے ٹیبل 1 میں دکھائے گئے ہیں۔

الیکٹرولائٹک ہائیڈروجن کی پیداوار کی لاگت کے حساب کتاب کا طریقہ مساوات (1) اور (2) میں دکھایا گیا ہے۔ LCOE = مقررہ لاگت/(ہائیڈروجن کی پیداوار کی مقدار x زندگی) + آپریٹنگ لاگت (1) آپریٹنگ لاگت = ہائیڈروجن کی پیداوار بجلی کی کھپت x بجلی کی قیمت + پانی کی قیمت + سامان کی دیکھ بھال کی لاگت (2) الکلین الیکٹرولیسز اور PEM الیکٹرولیسس پروجیکٹس (1000 Nm3/h) ) مثال کے طور پر، فرض کریں کہ پراجیکٹس کا پورا لائف سائیکل 20 سال ہے اور آپریٹنگ لائف 9×104h ہے۔ الیکٹرولائسز کے لیے پیکج الیکٹرولائٹک سیل، ہائیڈروجن پیوریفیکیشن ڈیوائس، میٹریل فیس، سول کنسٹرکشن فیس، انسٹالیشن سروس فیس اور دیگر آئٹمز کی مقررہ لاگت کا حساب 0.3 یوآن/kWh پر کیا جاتا ہے۔ قیمت کا موازنہ جدول 2 میں دکھایا گیا ہے۔

ہائیڈروجن کی پیداوار کے دیگر طریقوں کے مقابلے میں، اگر قابل تجدید توانائی کی بجلی کی قیمت 0.25 یوآن/kWh سے کم ہے، تو سبز ہائیڈروجن کی قیمت تقریباً 15 یوآن/کلوگرام تک کم ہو سکتی ہے، جس سے لاگت کا فائدہ ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ کاربن غیرجانبداری کے تناظر میں، قابل تجدید توانائی کے بجلی پیدا کرنے کے اخراجات میں کمی کے ساتھ، ہائیڈروجن کی پیداوار کے منصوبوں کی بڑے پیمانے پر ترقی، الیکٹرولائٹک سیل توانائی کی کھپت اور سرمایہ کاری کے اخراجات میں کمی، اور کاربن ٹیکس اور دیگر پالیسیوں کی رہنمائی، روڈ سبز ہائیڈروجن کی لاگت میں کمی آہستہ آہستہ واضح ہو جائے گا. ایک ہی وقت میں، کیونکہ روایتی توانائی کے ذرائع سے ہائیڈروجن کی پیداوار بہت سی متعلقہ نجاستوں جیسے کاربن، سلفر اور کلورین کے ساتھ ملا دی جائے گی، اور سپرمپوزڈ پیوریفیکیشن اور CCUS کی لاگت، اصل پیداواری لاگت 20 یوآن/کلوگرام سے زیادہ ہو سکتی ہے۔