Цикл публикаций из 3 частей, посвященный сравнительной оценке эффективности получения водорода из воды и из природного газа.
В первой части в качестве примера приведены исходные цены на энергоресурсы для производства водорода электролизом воды и паровой конверсией природного газа.
Содержание:
- Варианты производства водорода электролизом воды
- Себестоимость электроэнергии от АЭС
- Цена электроэнергии из энергосистемы
- Цена на природный газ
Заключение
1. Варианты производства водорода электролизом воды
Сравнение методов рассматривалось на примере следующих вариантов:
- электролиз воды обеспечивается электроэнергией от АЭС в прерывистом режиме;
- электролиз воды обеспечивается электроэнергией от энергосистемы в непрерывном режиме (круглосуточно)
Прерывистый характер объясняется тем, что производство водорода предполагается преимущественно только в провальный период электрической нагрузки.
Об основах производства водорода в провальный период
2. Себестоимость электроэнергии от АЭС
Вариант производства водорода электролизом за счет АЭС предусматривает потребление электроэнергии по себестоимости, поскольку связка АЭС+электролиз рассматривается как единый энергетический комплекс.
Себестоимость электроэнергии зависит от стоимости ядерного топлива, т.е., обогащенный уран. В табл. 1 приведены сведения по стоимости ядерного топлива и себестоимость электроэнергии от АЭС, в том числе и прогнозные. Данные табл.1 были получены в период с 2018 по 2020гг.
Таким образом, себестоимость электроэнергии у АЭС как минимум в два раза ниже по сравнению с ТЭС, у которых себестоимость, примерно, от 2 руб./кВт·ч.
3. Цена электроэнергии из энергосистемы
Здесь принимаем во внимание дневную и ночную зоны суток, где для каждой зоны своя стоимость электроэнергии.
На рисунке 1 приведена динамика цены электроэнергии в ночной зоне суток на примере различных энергосбытовых компаний в России для промышленных потребителей (НЕ для населения).
В соответствии с линией тренда определено уравнение экстраполяции средней стоимости электроэнергии для ночной зоны суток в виде:
где t - год.
В таблице 2 приведена средняя цена на электроэнергию.
4. Цена на природный газ
В своих расчетах себестоимость водорода оценивалась при двух вариантах цен на природный газ:
- на текущий период (2020г) и на перспективу (2035г) выровненные с мировой ценой по прогнозам ИНЭИ РАН
- то же при внутренних ценах по прогнозам ИНП РАН
На рисунке 2 приведены прогнозные цены на природный газ в виде трех сценариев:
- оптимистический
- умеренный
- пессимистический
Внутренняя цена на природный газ принята на уровне 63долл/1000м3 на текущий период и 195 долл/1000м3 на перспективу 2035г.
Заключение
Приведенные цены на энергоресурсы использовались при расчете себестоимости получения водорода по рассматриваемым трем вариантам:
- электролиз на базе АЭС (прерывистый режим);
- электролиз от энергосистемы (непрерывный режим);
- конверсия природного газа (непрерывный режим).
Во второй части смотрите результаты сравнения варианта электролиза за счет АЭС в прерывистом режиме с методом паровой конверсии при учете только внутренней цены на природный газ.
В третьей части - результаты сравнения электролиза за счет АЭС, за счет электроэнергии от энергосистемы и с методом паровой конверсии при учете цен на природный газ выровненных с мировыми.