Kaip įvertinti pramoninio žaliojo vandenilio projekto LCOH

Kaip įvertinti pramoninio žaliojo vandenilio projekto LCOH

Pramoniniam kūrėjui Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) yra naudingiau nei įrangos kaina antraštėje. Ji paverčia projekto viso gyvavimo laikotarpio pinigų poreikį ir numatomą vandenilio gamybą vienu palyginamuoju rodikliu – kaina už vieną kilogramą vandenilio. Skaičiavimas nėra sudėtingas, tačiau lengva suklysti ir gauti klaidingus rezultatus, naudojant per didelę elektrolizatoriaus naudingumo reikšmę, per optimistišką eksploatacijos grafiką arba kapitalo sąnaudų skaičių, kuriame nepateikti „balance-of-plant“ darbų kaštai.

Šis praktinis rėmas skirtas B2B komandoms, kurios palygina žaliosios energijos pagrindu gaminamo vandenilio konceptus dar prieš galutinės inžinerinės dokumentacijos parengimą. Jame atskleidžiami veiksniai, formuojantys vandenilio gamybos kainą vienetinę vandenilio gamybos kainą (LCOH),

Pradėkite nuo projekto lygio LCOH vandenilio formulės

Paprasčiausiu atveju viso gyvavimo laikotarpio Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) vienetinė vandenilio gamybos kaina (LCOH) lygi visų projekto sąnaudų dabartinės vertės padalintai iš viso pristatyto vandenilio dabartinės vertės:

LCOH = PV(CAPEX + elektros energija + vanduo + nuolatinės eksploatacijos ir priežiūros išlaidos + kintamosios eksploatacijos ir priežiūros išlaidos + įrangos keitimas + finansavimo susijusios išlaidos) / PV pristatyto vandenilio

Pradiniam atrankos etapui daugelis komandų naudoja metinę versiją:

Metinis LCOH = (metinės CAPEX išlaidos + metinės eksploatacijos išlaidos) / metinis vandenilio kiekis

Metinis metodas nėra pilno nuolaidinio pinigų srauto modelio pakaitalas. Tačiau tai yra sistemingas būdas lyginti projektų variantus, kai kiekvienam variantui taikoma vienoda projekto trukmė, nuolaidos norma, mokesčiai, pristatymo riba ir naudojimo našumo sąvoka. Prieš lyginant vieną žaliąjį vandenilį kainuojančią paslaugos pasiūlymą su kitu tyrimu, patikrinkite, ar suspaudimas, saugykla, tinklo prijungimas, galios sumažinimas, elektrolizatorių keitimas ir pristatymo slėgis įtraukti į nurodytą ribą ar ne.

Pirmiausia apskaičiuokite metinį vandenilio kiekį, tada priskirkite išlaidas

Metinis kiekis yra vardiklis, kuris gali sugadinti net patikimą Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) modelį. Naudinga pirmoji lygtis yra:

Metinis H2 kiekis (kg) = elektrolizieriaus galia (kW) × eksploatacijos valandos × prieinamumas / specifinė elektros energijos sąnaudos (kWh/kg)

Pavyzdžiui, 1 MW sistemos, veikiančios 7 000 ekvivalentinių pilnos apkrovos valandų su 95 % prieinamumu ir modeliuojamos sistemos sąnaudomis 55 kWh/kg, metinis gamybos kiekis yra apytiksliai 121 000 kg. Tai tik planavimo iliustracija, o ne našumo garantija. JAV DOE PEM scenarijų medžiagoje naudojamos atstovaujančios vertės apie 55,2 kWh/kg H2, tuo tarpu kitose scenarijų lentelėse pateikiamos vertės artimos 57 kWh/kg. Jūsų modelyje reikia naudoti garantuotas sistemos ribų sąnaudas: jei produktų ribos reikalauja, įtraukite pagalbines apkrovas.

Ne painiokite atsinaujinančių energijos šaltinių naudingumo koeficiento su elektrolizieriaus prieinamumu. Saulės ar vėjo energijos išteklių pateikiamos naudingos valandos gali būti mažesnės nei elektrolizierius techniškai gali veikti. Jei tinkle esanti energija, kaupikliai ar hibridinė atsinaujinančių energijos šaltinių galia užpildo šiuos tarpus, aiškiai modeliuokite atitinkamas elektros energijos kainas ir anglies balansavimo sąlygas.

Apskaičiuokite elektros komponentą vandenilio gamybos kaštų sudėtyje

Daugumai žaliųjų vandenilio konceptų elektros energija yra didžiausias ir jautriausias įvesties faktorius vandenilio gamybos kainą tiesioginis energijos terminas paprastas:

Elektros kaina už kilogramą = sistemos elektros suvartojimas (kWh/kg) × pristatyta elektros kaina ($/kWh)

Esant 55 kWh/kg ir $0.04/kWh, vien tik elektros energija prieš vandens, kapitalo atsigavimo, eksploatacijos ir techninės priežiūros (O&M), suspaudimo ar saugojimo kaštus sudaro $2.20/kg. Tuo pačiu efektyvumu ir $0.07/kWh ji pakyla iki $3.85/kg. Būtent šis skirtumas lemia, kodėl vienos tarifų prielaidos negalima pateikti kaip universalaus žaliąjį vandenilį kainuojančią .

Modeliuokite pristatytos kainos, o ne tik gamybos PPA kainos. Priklausomai nuo konfigūracijos, ji gali apimti perdavimo ir skirstymo mokesčius, atsinaujinančiųjų energijos šaltinių balansavimą, apribojimo pasekmes, poreikio mokesčius, sertifikatus ar energijos kaupiklių nuostolius. Naudingas pirkimo klausimas: kurie iš šių kaštų yra fiksuoti, o kurie kinta kartu su vandenilio gamyba?

Kapitalo sąnaudas įrengiant metininkite ir įtraukite į sistemos ribas

Naudokite bendrą įdiegtą CAPEX, o ne tik elektrolizatoriaus paketą. Tipiški kaštų elementai apima elektrolizatoriaus sistemą, galios keitimo įrenginius, vandens valymo įrangą, aušinimo sistemas, valdymo sistemas, statybines darbų sąnaudas, įrengimų montavimą, inžinerijos paslaugas, elektros tinklo ar atsinaujinančių energijos šaltinių prijungimą, suspaudimą bei tinkamą vandenilio tvarkymo įrangą pristatymo taške.

Dažnai naudojamas metinis pervedimo metodas, kuriame taikomas kapitalo atsigavimo koeficientas (CRF):

CRF = r(1+r) ⁿ / ((1+r) ⁿ − 1)

kur r yra nuolaidos norma, o n yra projekto trukmė metais. Tada:

Metinis CAPEX = bendras įdiegtas CAPEX × CRF

Padalinkite metinį CAPEX iš metinio vandenilio gamybos, kad gautumėte jo indėlį į $/kg Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) . Atskirai laikykite elektrolizatoriaus elementų keitimą, jei projektas numato tokį keitimą per savo ekonominį gyvavimą. Įtraukdami būsimą keitimą į pradinį CAPEX galime užmaskuoti laiko ir finansavimo poveikį.

Modelio eksploatacijos kaštai, kuriuos dažnai nepakankamai įvertina

Vandens kaštai paprastai mažesni už elektros kaštus žaliąjį vandenilį kainuojančią modelyje, tačiau vandens valymas, nuotekų tvarkymas, aušinimas ir vietos apribojimai vis tiek gali paveikti sprendimą dėl projekto. Fiksuoti eksploatacijos ir priežiūros (O&M) kaštai turėtų apimti numatytą techninę priežiūrą, darbuotojų skaičių, kur tai aktualu, patikrinimus, stebėseną, draudimą ir paslaugų sutartis. Kintami eksploatacijos ir priežiūros (O&M) kaštai gali būti susieti su veikimo valandomis, perduodamu kiekiu, sunaudojamaisiais medžiagomis arba elementų baterijų būkle.

Įtraukite naudingumo mažėjimą kaip verslo įvestį, o ne tik kaip inžinerinę pastabą. Kilstant kWh/kg reikšmei laikui bėgant sumažėja pristatomas kiekis fiksuotam elektros biudžetui, tuo tarpu prastovos ar keitimo įvykis sumažina vardiklį. Europos švaraus vandenilio observatorijos LCOH skaičiuoklės metodinėse rekomendacijose elektros suvartojimas vertinamas kaip vidutinė kWh/kg reikšmė viso ekonominio gyvavimo laikotarpiu, kas primena, kad reikia tikrinti visą gyvavimo ciklą, o ne tik nominaliąsias charakteristikas.

Atlikite bazinį variantą ir jautrumo analizės variantus

Patikima Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) įvertinimas turėtų rodyti bazinį scenarijų ir nedidelę aiškių jautrumo analizių aibę. Kiekviename scenarijuje keičiama viena prielaida arba aiškiai apibrėžta prielaidų grupė, o po to paaiškinama operacinė šio pakeitimo priežastis.

• Energijos kainos scenarijus: tikrinti sutartą atsinaujinančią energiją, sumaišytą energiją ir brangią energiją.
• Naudojimo intensyvumo scenarijus: tikrinti išteklių ribotus valandų skaičius, mišrią tiekimo sistemą ir beveik nuolatinę veiklą.
• Efektyvumo scenarijus: tikrinti pradinio naudojimo laikotarpio ir viso gyvavimo ciklo vidutinį energijos suvartojimą (kWh/kg).
• Kapitalinių išlaidų (CAPEX) scenarijus: tikrinti įrengimo sąnaudų pokyčius, įskaitant visą papildomą įrangą ir pajungimo sritį.
• Keitimo scenarijus: bandomasis laikas, kaina, prastovos ir finansavimo tvarkymas.

Ši struktūra palaiko sprendimų priėmimą apsvarstymo etape, nes ji atskleidžia, kuri kintamoji verta derybų ar papildomos inžinerinės analizės. Jei rezultatą lemia elektros energijos kaina, žemesnė įrangos kainos pasiūlymas gali nežymiai pagerinti LCOH. Jei rezultatą lemia naudojimo laipsnis, reikėtų daugiau dėmesio skirti atsinaujinančių energijos šaltinių pertekliui, kaupikliams, tinklo jungčiai ar gamybos grafikavimui.

Naudokite įrangos konfigūraciją kaip patvirtintą projekto įvestį

Po komercinės ribos apibrėžimo talpos konfigūracija tampa modelio įvestimi, o ne rinkodaros pareiškimu. Preliminariam projektų apimčių nustatymui Hyto Energy pateikia patvirtintas produktų puslapius apie 100KW-500KW ir 1MW-5MW konfigūracijas. Naudokite tiekėjo patvirtintus elektrinius, eksploatacinius ir pristatymo ribų duomenis modelyje; nepagrįstai neįvertinkite projekto našumo tik pagal talpos žymę.

Praktiškas LCOH vandenilio peržiūros kontrolinis sąrašas

• Ar nurodyta pristatymo vieta: elektrolizatoriaus išėjimas, suspaustas vandenilis, sukauptas vandenilis ar kliento vartai?
• Ar energijos suvartojimo skaičius kiekvienu atveju apima tuos pačius pagalbinius įrenginius?
• Ar eksploatacijos valandos grindžiamos atsinaujinančių energijos šaltinių prieinamumu, elektros tinklo prijungimu ar abiem šiais veiksniais?
• Ar įdiegtosios kapitalo išlaidos (CAPEX) apima tinklo jungtį, vandens valymą, suspaudimą, statybos darbus ir paleidimą?
• Ar katilinės elementų senėjimas, keitimo laikas, prastovos ir likutinė vertė įvertinami vienodai?
• Ar visuose jautrumo analizės variantuose naudojamas tas pats projektų gyvavimo laikotarpis, nuolaidos norma ir išvesties ribos?

Patikima Vienetinės vandenilio gamybos kaina (LCOH) modelis nėra tiesiog tas, kurio pradinė reikšmė yra žemiausia. Tai modelis, kurio prielaidos gali būti sektos, kvestionuojamos ir atnaujinamos, kai tampa aiškesni elektros energijos sutartys, įrangos duomenys ir vietos sąlygos. Išlaikant matomumą elektrai, naudojimui, efektyvumui, kapitalui, eksploatacijai bei techniniam aptarnavimui (O&M) ir finansavimui, pramoninė komanda gali paversti bendrą žaliąjį vandenilį kainuojančią diskusiją veiksminga projekto palyginimo priemone.