Hogyan becsüljük meg egy ipari zöld hidrogénprojekt LCOH-ját

Hogyan becsüljük meg egy ipari zöld hidrogénprojekt LCOH-ját

Egy ipari fejlesztő számára LCOH-hidrogén hasznosabb, mint egy címsorban szereplő felszerelési ár. Ez egy projekt élettartama alatti pénzszükségletét és az elvárt hidrogén-kibocsátását egy összehasonlítható számmá alakítja: a kilogramm hidrogén költsége. A számítás nem bonyolult, de könnyű félrevezetővé tenni egy rakodóhatékonysági adattal, egy túloptimista üzemeltetési ütemtervvel vagy egy olyan tőkeösszeggel, amely kihagyja a növényi egyéb berendezések (balance-of-plant) munkáját.

Ez a gyakorlatias keretrendszer B2B-csapatok számára készült, akik zöld hidrogén-koncepciókat hasonlítanak össze a végleges műszaki csomag elkészülte előtt. Elkülöníti azokat a változókat, amelyek alakítják a hidrogéntermelés költségét , átlátható számítási sorrendet mutat, és a érzékenységvizsgálatot döntési részvétté teszi, nem pedig utólagos gondolattá.

Kezdje egy projekt-szintű LCOH-hidrogén képlettel

A legegyszerűbb esetben az élettartam LCOH-hidrogén egyenlő az összes projekt költségének jelenértékével, osztva az összes szállított hidrogén jelenértékével:

LCOH = PV(CAPEX + villamosenergia + víz + fix üzemeltetési és karbantartási költségek + változó üzemeltetési és karbantartási költségek + cserék + finanszírozással kapcsolatos költségek) / PV(szállított hidrogén)

Korai szűrés céljából sok csapat évesített változatot használ:

Éves LCOH = (évesített CAPEX + éves üzemeltetési költségek) / éves hidrogénkibocsátás

Az évesített megközelítés nem helyettesíti a teljes diszkontált pénzáramlásos modellt. Ugyanakkor szigorú módszer a tervezési esetek összehasonlítására, ha minden eset ugyanolyan projektéletet, diszkontlábat, adókat, szállítási határt és kihasználási konvenciót alkalmaz. Összehasonlítás előtt zöld hidrogén költség ajánlatot más tanulmánnyal, ellenőrizze, hogy a kompresszió, tárolás, hálózati csatlakozás, lekapcsolás, cserélhető elemek és a szállítási nyomás a megadott határon belül vagy kívül helyezkednek el.

Építse fel az éves hidrogénkibocsátást a költségek hozzárendelése előtt

Az éves kibocsátás a nevező, amely egyébként hiteles LCOH-hidrogén modellt is képes megbukásra juttatni. Egy hasznos első egyenlet:

Éves H2-mennyiség (kg) = elektrolízer kapacitása (kW) × üzemórák × rendelkezésre állás / fajlagos villamosenergia-fogyasztás (kWh/kg)

Például egy 1 MW-os rendszer, amely 7000 egyenértékű teljes terhelési órát üzemel, 95 % rendelkezésre állással és 55 kWh/kg H2 modell szerinti rendszerszintű fogyasztással, kb. 121 000 kg H2-t termel évente. Ez egy tervezési illusztráció, nem teljesítménygarancia. A DOE PEM forgatókönyvanyagában szereplő reprezentatív érték kb. 55,2 kWh/kg H2, míg más forgatókönyvtáblázatok kb. 57 kWh/kg értékeket mutatnak. A modellben a garanciálisan biztosított rendszerszintű fogyasztást kell alkalmazni: ha a termék határa ezt megköveteli, akkor az auxiliáris terheléseket is bele kell fogadni.

Ne keverje össze a megújuló energiaforrás kapacitásfaktorát az elektrolízer rendelkezésre állásával. Egy napelemes vagy szélerőművi forrás kevesebb hasznosított órát biztosíthat, mint amennyit az elektrolízer technikailag képes üzemeltetni. Ha a hálózati ellátás, az energiatárolás vagy a hibrid megújuló kapacitás ezeket a hiányosságokat pótolja, akkor a kapcsolódó áramár- és szén-dioxid-számviteli feltételeket kifejezetten modellezni kell.

Számítsa ki a hidrogén-termelés költségének elektromos áram-összetevőjét

A legtöbb zöldhidrogén-koncepció esetében az elektromos áram a legnagyobb és legérzékenyebb bemeneti tényező hidrogéntermelés költségét a közvetlen energiaköltség egyszerű:

Az elektromos áram költsége kilogrammonként = rendszer elektromos fogyasztása (kWh/kg) × szállított elektromos áram ára ($/kWh)

55 kWh/kg és 0,04 $/kWh esetén az elektromos áram egyedül 2,20 $/kg-t tesz ki víz, tőke-visszatérítés, üzemeltetés és karbantartás, tömörítés vagy tárolás nélkül. Ugyanazon hatásfok mellett 0,07 $/kWh esetén ez 3,85 $/kg-ra emelkedik. Ez a különbség indokolja, hogy egyetlen díjszabási feltételezést ne mutassanak be univerzális zöld hidrogén költség .

A szállított ár modellezése helyett ne csak a termelési PPA-ár legyen modellje. A konfigurációtól függően ide tartozhatnak a transzmissziós és elosztási díjak, a megújuló energia-kiegyenlítés, a lekapcsolás hatásai, a terhelési díjak, tanúsítványok vagy az energiatároló veszteségei. Egy hasznos beszerzési kérdés: ezek közül mely költségek fixek, és melyek változnak a hidrogén-kibocsátással?

Évesítse a telepített tőkét, és vegye bele a rendszer határait

A teljes telepített CAPEX használata, nem csupán az elektrolízis-csomagé. Tipikus költségkategóriák: az elektrolízis-rendszer, az áramátalakítás, a vízkezelés, a hűtés, a vezérlés, az építőmérnöki munka, a telepítés, a mérnöki tervezés, a villamos hálózathoz vagy megújuló energiaforráshoz való csatlakozás, a kompresszió és a szállítási pontnak megfelelő hidrogénkezelő berendezések.

Egy gyakori évesítési módszer a tőke-visszatérítési tényezőt (CRF) alkalmazza:

CRF = r(1+r) ⁿ / ((1+r) ⁿ − 1)

ahol r a diszkontlábat jelöli, és n a projekt élettartama években. Ezután:

Évesített CAPEX = teljes telepített CAPEX × CRF

Az évesített CAPEX-et el kell osztani az éves hidrogénkibocsátással, hogy megkapjuk a $/kg hozzájárulását a(z) LCOH-hidrogén -hez. A stack-csere költségeit külön kell kezelni, ha a projekt gazdasági élettartama alatt várhatók. Egy jövőbeli csere beépítése a kezdeti CAPEX-be elhomályosíthatja az időzítést és a finanszírozási hatásokat.

Olyan üzemeltetési költségek modellezése, amelyeket gyakran alulbecsülnek

A víz általában kisebb mértékű, mint az elektromos energia egy zöld hidrogén költség modellben, de a vízkezelés, szennyvízkezelés, hűtés és helyszíni korlátozások továbbra is befolyásolhatják a projekt döntését. A rögzített üzemeltetési és karbantartási költségek (O&M) magukban foglalják a tervezett karbantartást, a szükséges személyzeti költségeket, ellenőrzéseket, figyelést, biztosítást és szervizszerződéseket. A változó üzemeltetési és karbantartási költségek (O&M) az üzemórák, a feldolgozott mennyiség, a fogyóeszközök vagy az elemcsoport-állapot alapján is nyomon követhetők.

Vegye figyelembe a leromlást üzleti bemenetként, ne csupán műszaki megjegyzésként. Az idővel növekvő kWh/kg érték csökkenti a szállított kimenetet egy rögzített villamosenergia-költségvetés mellett, míg egy leállás vagy csera esemény a nevezőt csökkenti. Az Európai Tiszta Hidrogén Megfigyelőállomás LCOH-számítógépének útmutatása az elektromosenergia-fogyasztást az élettartam során átlagos kWh/kg értékként kezeli, ami hasznos emlékeztető arra, hogy a névleges teljesítményre vonatkozó feltételezések helyett a teljes életciklust kell tesztelni.

Futtasson egy alapesetet és érzékenységi eseteket

Megbízható LCOH-hidrogén a becslésnek egy alapesetet és egy kis, átlátható érzékenységi elemzési készletet kell mutatnia. Minden esetben egy feltételezést vagy egy egyértelműen meghatározott feltételezéscsomagot változtasson meg, majd magyarázza el az operatív okot, amely ezt indokolja.

• Teljesítmény–ár esete: vizsgálja a szerződött megújuló, kevert és magas árú villamosenergia-felhasználást.
• Kihasználtsági eset: vizsgálja a forráskorlátozott órákat, a hibrid ellátást és a majdnem folyamatos üzemelést.
• Hatékonysági eset: vizsgálja a használat kezdeti szakaszában és az életciklus-átlagban mért kWh/kg értékeket.
• CAPEX esete: vizsgálja a telepítési költségek változásait, beleértve a növényi és csatlakozási környezet hatókörét.
• Cserére vonatkozó eset: tesztelési időpont, költség, leállásidő és finanszírozási kezelés.

Ez a struktúra támogatja a megfontolási szakaszban hozott döntéseket, mert feltárja, melyik változó érdemes további tárgyalásra vagy mérnöki fejlesztésre. Ha az áramár határozza meg az eredményt, akkor egy alacsonyabb felszerelési árajánlat nem javíthatja lényegesen az LCOH-t. Ha a kihasználtság határozza meg, akkor a megújuló energiás túlméretezés, a tárolás, a hálózati csatlakozás vagy a termelésütemezés érdemel több figyelmet.

Használja a felszerelés konfigurációját ellenőrzött projektbemenetként

Miután a kereskedelmi határt meghatározták, a kapacitás-konfiguráció modellbemenetként szolgál, nem pedig marketingállításként. A kezdeti projektkörvázlatokhoz a Hyto Energy megerősített termékoldalakat biztosít a 100KW-500KW és 1MW-5MW konfigurációkhoz. Használja a gyártó megerősített villamos, üzemeltetési és szállítási határokra vonatkozó adatait a modellben; ne extrapolálja a projekt teljesítményét kizárólag egy kapacitáscímke alapján.

Gyakorlati LCOH-hidrogén felülvizsgálati ellenőrzőlista

• Meghatározott-e a szállítási pont: elektrolizátor kimenete, sűrített hidrogén, tárolt hidrogén vagy vevő kapuja?
• A fogyasztási adat ugyanazokat a segédberendezéseket tartalmazza minden esetben?
• A működési órák megújuló energiaforrások rendelkezésre állásán, a villamos hálózathoz való csatlakozás lehetőségén vagy mindkettőn alapulnak?
• A telepített tőkeköltség (CAPEX) tartalmazza-e a hálózati csatlakozást, a vízkezelést, a kompressziót, az építési munkákat és a üzembe helyezést?
• A stack-öregedés, a cserének időpontja, az állásidők és a maradványérték kezelése egységesen történik?
• Minden érzékenységi eset ugyanazzal a projekt élettartammal, leszámítolási kamatlábbal és kimeneti határral dolgozik?

Megbízható LCOH-hidrogén a modell nem egyszerűen az a modell, amelynek a kezdeti eredménye a legalacsonyabb. Hanem az a modell, amelynek feltételei nyomon követhetők, megkérdőjelezhetők és frissíthetők, ahogy a villamosenergia-szerződések, a berendezések adatai és a helyszíni körülmények egyre biztosabbá válnak. Az áram, a kihasználtság, a hatásfok, a tőke, az üzemeltetés és karbantartás (O&M), valamint a finanszírozás látható tartása lehetővé teszi egy ipari csapat számára, hogy egy általános zöld hidrogén költség beszélgetést konkrétan megvalósítható projektek összehasonlításává alakítsanak.