मेलानी वर्गास, कारा मैकनट और क्रिस सेपल द्वारा लिखित
ऊर्जा मांग वाले क्षेत्रों को विद्युतीकृत करने के लिए हाइड्रोजन कम कार्बन ईंधन के रूप में संयुक्त राज्य अमेरिका की शुद्ध-शून्य यात्रा में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम का 45V उत्पादन कर क्रेडिट कम कार्बन हाइड्रोजन की तैनाती को प्रोत्साहित करने, सीखने की अवस्था को तेज करने और लागत में गिरावट को सक्षम करने के लिए है।
निम्नतम कार्बन हाइड्रोजन के लिए उच्चतम टैक्स क्रेडिट $3/kg तक पहुँच जाता है। हालांकि, जिस तरह से हाइड्रोजन की कार्बन तीव्रता (CI) को मापा जाएगा, उसके आसपास के नियम, और उत्सर्जन को ऑफसेट करने के लिए तंत्र की संभावित अनुमति, जैसे कि नवीकरणीय ऊर्जा क्रेडिट (RECs), अभी भी विकास के अधीन हैं। ये नियम, जो वर्तमान में ट्रेजरी विभाग द्वारा परिभाषित किए जा रहे हैं, इलेक्ट्रोलाइटिक या ग्रीन हाइड्रोजन परियोजनाओं और सीआई और पावर ग्रिड के पूर्ण उत्सर्जन की आर्थिक प्रतिस्पर्धा के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं।
नतीजतन, हाल के महीनों में उद्योग और राजनीतिक हलकों में हाइड्रोजन सीआई अस्थायी मिलान एक बहुत ही गर्म विषय बन गया है। बहस काफी हद तक इलेक्ट्रोलाइज़र के आसपास केंद्रित है जो अपनी ऊर्जा जरूरतों के सभी या हिस्से के लिए ग्रिड बिजली पर भरोसा करते हैं। कुछ संगठन ग्रीन हाइड्रोजन डेवलपर्स को यह साबित करना चाहते हैं कि वे अपने इलेक्ट्रोलाइज़र की बिजली खपत को प्रति घंटे के आधार पर नवीकरणीय-बिजली उत्पादन से मिलान करके 100% अक्षय ऊर्जा का उपभोग कर रहे हैं। अन्य तर्क दे रहे हैं कि ये आवश्यकताएं अर्थशास्त्र और हरित हाइड्रोजन परियोजनाओं की तैनाती को सीमित कर देंगी।
विषय पर दृष्टिकोण के व्यापक सेट को देखते हुए, वुड मैकेंज़ी ग्रिड से जुड़े हरित हाइड्रोजन उत्पादन के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए निकल पड़े। हमने पावर ग्रिड और हाइड्रोजन उत्पादन के सीआई पर प्रभावों के साथ-साथ इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता कारकों को आरईसी बनाम प्रति घंटा मिलान नीति की अनुमति देने वाले परिदृश्य के तहत देखा, जहां इलेक्ट्रोलाइज़र का भार संबंधित नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन प्रोफाइल से मेल खाएगा।
हमने दो अद्वितीय बिजली बाजारों, ERCOT South और WECC एरिजोना में इन प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए अपने मालिकाना बिजली बाजार और हाइड्रोजन (LCOH) मॉडल की स्तरीय लागत का लाभ उठाया। प्रत्येक बाजार में हमने ग्रिड में 250 मेगावाट इलेक्ट्रोलाइजर क्षमता जोड़ने के प्रभाव का मूल्यांकन किया और माना कि इलेक्ट्रोलाइजर के भार और स्थानीय आरईसी की पीढ़ी का समर्थन करने के लिए हाइड्रोजन की तैनाती आनुपातिक नवीकरणीय बिल्ड-आउट के साथ हुई। इस विश्लेषण को तब हमारे आधारित मामले के प्रति घंटा उत्पादन, प्रत्येक बाजार के लिए मूल्य निर्धारण और उत्सर्जन डेटा के खिलाफ बेंचमार्क किया गया था।
आर्थिक निहितार्थ स्पष्ट हैं
हमारे विश्लेषण में पाया गया कि एक वार्षिक मिलान परिदृश्य जो आरईसी को एक ऑफसेटिंग तंत्र के रूप में अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध-शून्य सीआई और आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी हरित हाइड्रोजन उत्पादन हो सकता है। इसके विपरीत, प्रति घंटा मिलान आवश्यकताओं, उनके कार्यान्वयन के आधार पर, अक्षय संसाधनों के उपलब्ध होने पर ऑपरेटिंग घंटों को सीमित करके, अंततः इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता कारक को कम करके, हरित हाइड्रोजन अपनाने के लिए प्रतिकूल अर्थशास्त्र का परिणाम हो सकता है। इसका परिणाम यह होता है कि ऑपरेटरों को अपनी लागत को हाइड्रोजन उत्पादन की एक छोटी मात्रा में वितरित करना चाहिए, जिसके लिए बेचे गए प्रत्येक किलोग्राम हाइड्रोजन के लिए अपनी पूंजी की वसूली के लिए उच्च कीमत की आवश्यकता होती है।
नवीकरणीय उत्पादन स्रोतों के प्रत्यक्ष प्रति घंटा मिलान के साथ, हमारे विश्लेषण से पता चलता है कि 46-72% से लेकर एक इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता कारक वार्षिक मिलान परिदृश्य के सापेक्ष 68% -175% की एलसीओएच वृद्धि की ओर जाता है जो ऑपरेटरों को 100 के क्षमता कारक तक पहुंचने की अनुमति देता है। %।
WECC एरिजोना बाजार में, परिणाम एक LCOH ($3/kg कर क्रेडिट के साथ) हैं जो 2 में लगभग $2025/kg और 1.50 में $2030/kg से बढ़ कर वार्षिक मिलान परिदृश्य में लगभग $4-5/kg हो गया है। एक घंटे का मिलान परिदृश्य। लागत वृद्धि की यह डिग्री कम लागत, नीले या ग्रे हाइड्रोजन के लिए लागत समता पर हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करने की क्षमता में देरी कर सकती है, अंततः आर्थिक प्रतिस्पर्धा और ग्रिड से जुड़े दोनों को अपनाने और कम कार्बन ईंधन के रूप में 100% नवीकरणीय हरित हाइड्रोजन को अपनाने में बाधा उत्पन्न कर सकती है।
इसके विपरीत, एक वार्षिक मिलान परिदृश्य के मॉडलिंग से पता चलता है कि आरईसी ऑफसेट की अनुमति देने वाली वार्षिक मिलान व्यवस्था के तहत 100% क्षमता कारक पर चलने वाला एक इलेक्ट्रोलाइज़र 2 तक $2025/किग्रा से नीचे और 1.50 में $2030/किग्रा से नीचे का अर्थशास्त्र प्राप्त कर सकता है। दोनों बाजार। अर्थशास्त्र की यह श्रेणी ब्लू हाइड्रोजन समता के अनुरूप है और 2 तक 2025 डॉलर/किग्रा के ग्रीन हाइड्रोजन एलसीओएच और 1 तक 2030 डॉलर/किग्रा के लिए डीओई लक्ष्य का समर्थन करती है।
सीआई निहितार्थ अधिक जटिल हैं
जबकि अर्थशास्त्र वार्षिक मिलान परिदृश्य में अधिक अनुकूल है, विचार करने के लिए उत्सर्जन और कार्बन तीव्रता व्यापार-नापसंद की एक श्रृंखला है। वार्षिक मिलान मामले में, इलेक्ट्रोलाइज़र 19 - 35% बिजली की आवश्यकताओं के लिए ग्रिड बिजली पर निर्भर करता है। हालांकि कुछ घंटों के दौरान ग्रिड को थर्मल ऊर्जा स्रोतों से अधिक आकर्षित करना चाहिए, वृद्धिशील नवीकरणीय उत्पादन भी चरम नवीकरणीय संसाधन घंटों के दौरान थर्मल ऊर्जा को विस्थापित करता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्रिड के सीआई में गिरावट आती है। 2025 में, ERCOT और WECC क्षेत्रों में क्रमशः 0.2 और 0.5% की ग्रिड CI कटौती देखी गई।
हालांकि, सीआई और पूर्ण उत्सर्जन के बीच एक समझौता है। विश्लेषण से पता चलता है कि कम सीआई के बावजूद, अतिरिक्त मांग स्रोत और कम नवीकरणीय संसाधन घंटों के दौरान थर्मल इकाइयों की बढ़ती तैनाती के कारण ईआरसीओटी और डब्ल्यूईसीसी दोनों बाजारों में पूर्ण उत्सर्जन में मामूली वृद्धि हुई है। इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे पावर ग्रिड हरित होते जाते हैं, सीआई में वृद्धिशील नवीकरणीय परिवर्धन के लाभ कम होते जाते हैं, और कम नवीकरणीय संसाधनों के घंटों के दौरान लोड ड्राइव में वृद्धि से थर्मल इकाइयों पर और भी बड़ा खिंचाव होता है। इस घटना के परिणामस्वरूप, 2025 में देखे गए सीआई लाभ 2030 में छोटे हैं और दोनों बाजारों में पूर्ण उत्सर्जन में मामूली वृद्धि हुई है।
इन निष्कर्षों के कारण, हमने वार्षिक मिलान परिदृश्य के तहत पूर्ण ग्रिड उत्सर्जन और / या सीआई में वृद्धि को कम करने के लिए कुछ तंत्रों का परीक्षण करने के लिए संवेदनशीलता का पता लगाया। विश्लेषण में पाया गया कि 2020 के दशक में इन अनपेक्षित उत्सर्जन प्रभावों को कम करने के लिए पीक थर्मल आवर्स के दौरान रिन्यूएबल का थोड़ा अधिक निर्माण, या हाइड्रोजन उत्पादन का रणनीतिक कटौती प्रभावी उपकरण हो सकता है।
इसके अलावा, वार्षिक मिलान के लिए हाइड्रोजन उत्पादन के लिए नेट-शून्य सीआई ड्राइव करने के लिए आरईसी ऑफ़सेट की आवश्यकता होती है। ERCOT South में, ऑफसेट से पहले, उत्पादित ग्रीन हाइड्रोजन का CI, 4.3 kgCO है2/किग्रा2 2025 में, और 3.4 किग्रा सीओ2/किग्रा2 2030 में। WECC एरिजोना में, ऑफसेट से पहले CI, 7.9 kgCO है2/किग्रा2 2025 में, और 4.7 किग्रा सीओ2/किग्रा2 2030 में। दोनों ही मामलों में, ये कार्बन तीव्रता अनुमानित 10 किग्रा सीओ से कम है2/किग्रा2 सीआई ग्रे हाइड्रोजन उत्पादन के लिए अनुमानित है, जो हाइड्रोजन अपनाने के लिए लक्षित क्षेत्रों में महत्वपूर्ण डीकार्बोनाइजेशन चला सकता है; हालाँकि, ये कार्बन तीव्रताएँ 100% नवीकरणीय ग्रीन हाइड्रोजन ऑपरेशन के शून्य CI से भी काफी अधिक हैं।
एक अन्य महत्वपूर्ण विचार यह है कि यह विश्लेषण टेक्सास और एरिजोना पर केंद्रित है जहां नवीकरणीय संसाधन क्षमता अधिक है। यहां विचार किए जा रहे आर्थिक और उत्सर्जन व्यापार-नापसंद का पूरी तरह से आकलन करने के लिए इन और अन्य बाजारों में अधिक जांच की आवश्यकता है। यह उम्मीद की जाती है कि परिणाम क्षेत्रीय आधार पर महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होंगे और एक क्षेत्र में 250 मेगावाट इलेक्ट्रोलाइज़र के अतिरिक्त हाइड्रोजन उत्पादन के पैमाने के रूप में भी भिन्न हो सकते हैं।
ट्रेडऑफ़्स का प्रबंधन
तेजी से बदलते अमेरिकी बिजली बाजारों के संदर्भ में नीति निर्माता और नियामक कार्बन उत्सर्जन और हरित हाइड्रोजन अर्थशास्त्र के बीच व्यापार बंद करने की कठिन स्थिति में हैं। यह प्रारंभिक विश्लेषण दर्शाता है कि आर्थिक आधार पर, वार्षिक मिलान उत्प्रेरक हो सकता है, जिसे हरित हाइड्रोजन उद्योग को प्रारंभिक गोद लेने और नवजात निम्न-कार्बन हाइड्रोजन उद्योग के विकास का समर्थन करने की आवश्यकता है। जब जलवायु लक्ष्यों को पूरा करने की बात आती है, तो अन्य समाधानों के साथ-साथ हरित हाइड्रोजन को तैनात करने की आवश्यकता होगी, इसलिए जितनी जल्दी इसे अपनाया जाएगा, उतनी ही जल्दी लाभ प्राप्त किया जा सकता है। 2030 के बाद, हवा, सौर और भंडारण उत्पादन संपत्ति के निर्माण से पूरे अमेरिका में कम कार्बन ग्रिड का समर्थन होता है, और इलेक्ट्रोलाइज़र की लागत कम हो जाती है, प्रति घंटा मिलान 100% नवीकरणीय हरित हाइड्रोजन उत्पादन और पावर ग्रिड डीकार्बोनाइजेशन का समर्थन करने के लिए एक अधिक उपयुक्त तंत्र बन सकता है। अग्रानुक्रम।
स्रोत: https://www.forbes.com/sites/woodmackenzie/2023/03/09/annual-matching-requirements-for-new-ira-tax-credits-could-kick-start- Economically-competitive-green- हाइड्रोजन-उत्पादन/