氢的平准化成本

氢的均衡成本 使LCOH概念的应用更加一致和有用 脉冲 301/05-I-2023/EN 2023年7月 氢的均衡成本 出版物详细信息 脉冲 氢的均衡成本： 使LCOH概念的应用更加一致和有用 WRITTENBY AgoraIndustry Anna-Louisa-Karsch-Stra具体地说2|10178柏林 T+49(0)307001435-000 F+49(0)307001435-129 项目管理 MatthiasDeutsch AUTHORS 弗洛里安·尼伯，马丁·罗比纽斯，帕特里克·维纳特（均为Umlaut）； MatthiasDeutsch(AgoraEnergiewende) ACKNOWLEDGMENTS 我们要感谢AmirAliPanahi，KaisaAmaral，PhilippGodron，LeandroJanke，SimonMüller，FrankPeter，AlexandraSteinhardt和IsadoraWang（均为AgoraEnergiewende）的有益评论和支持。 我们还要感谢Trans4ReaL项目团队和所有参加专家研讨会的人的宝贵意见。 Umlaut对这项研究的结果负全部责任。结论反映了AgoraEnergiewende和AgoraIndustry的观点。 排版:KarlElserDruckGmbH|TheoBecker校对:RayCunningham 301/05-I-2023/EN 版本：2023年7月1.1 这项工作在CCBY-NC-SA 4.0下获得许可。 此出版物可在此扫描代码下下载。 请引用： AgoraIndustryandUmlaut(2023):Levelisedcostofhydrogen.MakingtheapplicationoftheLCOHconceptmoreconsistentandmoreuseful. 前言 亲爱的读者， 欧盟正在提高其对基于可再生能源的氢气的雄心，所需的监管框架正在形成。等待最终投资决定的绿色氢燃料管道终于可以打开。同时，中国不断提高其在电解槽制造方面的成本优势，而《美国降低通胀法案》包括对北美氢生产的高度竞争性激励措施，这大大增加了欧盟的压力。在此背景下，欧盟。 在宣布的新氢银行的背景下，正在加紧努力开发可再生能源氢的生产支持计划。 现在，每个月都有大量研究发表，其中包含对氢（LCOH）生产的水平成本的估计。它们为决策者提供了做出决策和设计适当支持计划的技术经济基础。 Butarethecostscalculatedconsistentlyacrossthesestudies?Howaresystemboundariesdrawn?whichcostdriversareimportant,andwhichcanbemutned?Weaddressthesequestionsinthisstudy,commised-edbyAgoraIndustryandconductedbyUmla 该研究揭示了为什么LCOH在各个研究之间以及研究与现实世界项目之间存在差异，并提供了基于合理简化的LCOH比较改进概念应用的建议。我们希望我们的报告能够以这种方式加强未来的研究。在深入研究技术考虑因素之前，我们首先评估了公众对基于可再生能源的氢气的支持的必要性，强调了关于将基于可再生能源的氢气生产整合到能源系统中的重要考虑。 你的，弗兰克·彼得 主管，AgoraIndustry 主要结论： 1 通过电解生产的基于可再生能源的氢气对于使一些无遗憾的应用实现气候中性至关重要。只要绿色氢需要公众的支持才能具有经济竞争力，政策制定者就需要对氢的水平成本进行透明的估计，以指导他们设计支持计划。关键驱动因素是假定的电力成本，满负荷小时数，资本成本和电解槽的投资成本。 2 最佳能源系统集成导致更少的满负荷时间，增加了资本支出在绿色制氢总成本中的比例。例如，最广泛引用的德国能源方案预计电解槽将在2030年运行约3000个满负荷小时，对应的利用率约为34％，预计将逐渐增加到2045年。满负荷小时数越低，电解投资成本的比例意义就越大。 3 基于简化的水平成本计算的决策者高级指导往往低估了现实世界的项目实施成本，需要明确这些限制。如今，欧盟的电解槽系统价格总体上仍然很高（大大高于1000欧元/kW），尽管预计未来将大幅下降。务实的成本计算方法应侧重于广义系统边界内详细的基本成本驱动因素，同时忽略项目和现场特定的考虑因素。其他潜在重要但非基本的成本驱动因素，如项目融资或税收抵免，除非明确包括在内，否则一般不应考虑在内。虽然简化的成本估算适用于高级别研究，但其实用性取决于系统边界和成本驱动因素的足够程度的一致性和透明度。 4 Contents 1 1.1 1.2 2 2.1提案：计算方法20 2.2关于成本驱动因素的建议21 AgoraIndustry的结论 1.使用可再生氢气使无遗憾的应用气候中性 在大多数情况下，气候中性可以通过直接电气化来实现，但是某些应用需要分子而不是电子，因为它们具有特定的化学性质，能量密度或可储存性。 此类应用的例子包括在炼钢中使用氢气的工业非能源和 化学品，以及长途航空和航运。此外，可再生氢气将在电力和区域供热部门支持可再生能源。这些无悔的优先应用在全球和欧洲能源系统场景中具有功能。1 使用电解作为最广泛的核心技术生产绿色氢气将需要许多新的电解槽和大量的可再生电力。2最近的一系列出版物证实了这一点，这些出版物提供了基于电解技术的氢的均衡成本（LCOH）的估计。氢的均衡成本在很大程度上取决于假定的电力成本，满负荷小时数（FLH），资本成本和电解槽的投资成本。只要可再生氢气需要政策支持才能具有经济竞争力，政策制定者就需要透明的LCOH估计，以便设计适当的支持计划。 2.将电解槽集成到能源系统中，减少满负荷时间 从项目开发的角度来看,基本经济学将建议电解槽应当以足够低的电价运行足够高的小时数,以竞争性地生产氢气。3在一年中 ，低电价的时间分布将决定何时不增加运营小时数，因为电价太高，这在经济上是有意义的。 从能源系统的角度来看，电解槽应该有助于电力系统的灵活性。随着可再生能源不断增加，传统电厂产能下降，需要新的灵活性方案来确保供需之间的平衡。在需求方面,电动汽车 、热发生器和电解槽可以并且必须以支持将风能和太阳能集成到整个系统中的方式操作。因此,当电力不能被使用或运输到其他地方时,电解槽需要在高可再生发电期间产生氢气。4根据为满足电解槽的电力需求而采购的可再生PPA的可用性和组合,符合管理可再生电力采购的(欧洲)法规的并网电解槽的可实现的FLH数量也可能是有限的。 1AgoraEnergiewende，AgoraIndustry（2021）： 12关于氢的见解，https://www.agora-ener-giewende.de/en/publications/12-insights-on-hydroy-gen-publication/ 2electroylizationisatthecentreofthediscussion.Technical-cally,otheroptionsarealsoconvisibleforthefuture,buttheystillhavelowertechnologyready.(PTJ2021:ExpertenempfehlungForschunnetzwerkWasserstoff) 3AgoraEnergiewende和Guidehouse（2021）：使可再生氢气具有成本竞争力：支持绿色H2的政策指导，https:/ /www.agora-en-ergiewende.de/en/publications/making-renewa- ble-hydrogen-cost-competitive/ 4See例如AgoraEnergiewende(2022):Climate-neutralpowersystem2035.HowtheGermanpowersectorcanbecomeclimate-neutralby2035,https://www.agora-energiewend.de/en/publications/climate-neu-tral-power-system-2035/ 5000 REMod-mix 4000 KN100 T45-H š 3000 T45-Strom KNDE2045 2000 1000 0 2030 2040 2045 AgoraEnergiewende（2023）。场景：KNDE2045（AgoraEnergiewende，SKN2021）；KN100（dena2021）；REMod-mix（Ariadne2021）；T45 （BMWK2022），有关参考信息，请参见脚注5 图A 德国能源系统场景中的国内电解满负荷小时数 例如，最广泛引用的德国能源系统情景5预测2030年约3000个FLHs，逐渐增加到2045年（见图A）。3000个FLHs对应于约34%的利用率。 与能源系统集成问题无关，有一个不同的潜在应用，涉及直接连接的由太阳能供电的电解槽 5Agora/StiftungKlima（2021）：到2045年迈向气候中立的德国，https://www.agora-energiewende。de/en/publications/toward-a-气候中立的德国-many-2045-executive-summary/；Ariadne（2021）：REMod-mix。 仅限PV，这也将产生相对较低数量的FLH，至少在欧洲是这样。6 以上提到的两种情况对于电解项目经济具有相似的含义:FLH 的数量越低,电解投资成本的比例显著性越大。 3.低估现实世界项目实施成本的趋势 政策制定者的高级指导通常基于简化的水平成本估算，这些估算有其局限性。轶事证据表明 德国的能源系统（长期情景）III), 满负荷小时数[h] T45场景,https://www.langfristszenarien.de/;dena(2021):AufbruchKlimaneutralität,https://www.dena.de/newsroom /publicationsdetaitrarticht/pub/abschlussber-icht-dena 6EvenafteroversizingthePVsystemrelativetotheelect-rolyser.Seee.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.e.g.Valtiainenetal(2021):TrueCostofSolarHydrogen.https://onlinelibrary. 公制 用户 使用 数据源 氢气价格 卖家和买家 市场交易 Commercial 已实现的项目成本 * 项目开发者,投资者 p制作特区定域站内点的l对象上下文可融资** Commercial, 机密 氢的简单均衡成本 政策制定者 预可行性级别的高级分析 可公开访问，可追溯 € 聚集区工业（2023年）。*根据传闻证据，最终的电解系统CAPEX可能会高出20-50％。**包括进一步的成本决定因素，如建设期限、融资结构、税收、特许权使用费、特许权付款、供应链风险、当地含量要求。实际项目还将考虑收入来源，如副产品(电力、氧气、热力)的销售和CAPEX/OPEX的政策支持工具。 图B 从简单的氢成本到氢价格 在2023年初发表本出版物时，项目开发商实际支付的电解槽价格通常仍然很高，大大高于1000欧元/kW，并且大大高于文献中的成本值。 任何关于电解的公开讨论都应该意识到不同水平的成本抽象，如图B所示： →估计氢的简单均衡成本在多个高级研究中提出，并且对于进行公开的高级政策讨论很重要。这种高级指导