根據(jù)麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)研究，氫燃料發(fā)電設(shè)施將與鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在季節(jié)性儲(chǔ)能應(yīng)用方面展開(kāi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，其成本競(jìng)爭(zhēng)力將取決于它們可能取代的天然氣發(fā)電廠熱效率。

在加利福尼亞州運(yùn)營(yíng)的一座天然氣發(fā)電廠

麻省理工學(xué)院的科學(xué)家在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行了分析，以評(píng)估氫燃料發(fā)電設(shè)施與鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在替代天然氣發(fā)電廠發(fā)揮用途之間的潛在競(jìng)爭(zhēng)，并發(fā)現(xiàn)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在成本方面可能是最有效的解決方法，盡管在某些情況下氫燃料發(fā)電設(shè)施是一種更加可行的替代方法。

他們?cè)诎l(fā)表的一篇名為《按季節(jié)平衡加州電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：氫氣與鋰離子電池》論文指出，采用氫氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)目前能夠以1,320美元/kW成本運(yùn)營(yíng)，將會(huì)取代天然氣發(fā)電廠，可以滿足季節(jié)性平衡電網(wǎng)的需求。論文中假設(shè)氫氣燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)的維護(hù)成本與天然氣發(fā)電廠的維護(hù)成本相同，每年約為13美元/kW，而氫氣的運(yùn)輸成本估計(jì)為0.6美元/kg到2美元/kg。

此外，根據(jù)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家的計(jì)算，目前綠氫的生產(chǎn)成本在3美元/kg到10美元/kg，具體取決于生產(chǎn)條件，而灰氫或藍(lán)氫的生產(chǎn)成本分別為1美元/kg和1.50美元/kg。他們?cè)谖恼轮兄赋觯凹僭O(shè)質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽的利用率為40%，輸入電力成本為10美元/MWh，綠氫的生產(chǎn)成本為5美元//kg，綠氫目前的成本顯然比灰氫或藍(lán)氫更昂貴，但隨著市場(chǎng)需求的新增，預(yù)計(jì)到2050年，綠氫生產(chǎn)成本將下降70%。”

至于鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本，100MW/400MWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的建造成本可能降到236.5美元/MWh。

麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在這兩種能源能夠滿足2019年加州天然氣發(fā)電設(shè)施實(shí)現(xiàn)的發(fā)電量的情況下，比較了氫氣燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)和大型鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)。并假設(shè)部署的這兩類(lèi)項(xiàng)目工作壽命均為15年，貼現(xiàn)率都為10%。報(bào)告進(jìn)一步解釋說(shuō)，“我們將氫氣燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)的年燃料消耗量計(jì)算在購(gòu)買(mǎi)氫氣運(yùn)行設(shè)施相關(guān)的總成本之內(nèi)，而鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的年燃料消耗量等于儲(chǔ)能系統(tǒng)中存儲(chǔ)電力的總成本?！?/p>

分析表明，氫氣燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)的競(jìng)爭(zhēng)力重要取決于它們應(yīng)該替換的天然氣發(fā)電廠熱效率。而熱效率代表著發(fā)電廠的效率。研究人員聲稱(chēng)，當(dāng)熱效率更高時(shí)，氫氣燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)比鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)更具競(jìng)爭(zhēng)力。此外，他們發(fā)現(xiàn)由二氧化碳捕獲出現(xiàn)的藍(lán)氫驅(qū)動(dòng)的氫燃?xì)廨啓C(jī)(HFGT)可能是天然氣發(fā)電廠更具成本競(jìng)爭(zhēng)力的替代品。研究人員在論文指出：“我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)今市場(chǎng)的電價(jià)不足以證明對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的投資是合理的。但是，我們注意到隨著可變可再生能源發(fā)電量在市場(chǎng)中的份額不斷上升，市場(chǎng)內(nèi)可能出現(xiàn)更極端的電價(jià)模式。”作者：EmilianoBellini