Novo modelo para avaliar o custo nivelado do hidrogênio na eletrólise com energia fotovoltaica

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Da pv magazine Global

Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura desenvolveram um modelo de otimização para instalações de hidrogênio verde movidas a energia fotovoltaica que podem avaliar diferentes opções para cada tecnologia.

Os cientistas disseram no estudo “Green Hydrogen from solar power for decarbonization: What will it cost?”, publicado recentemente na Energy Conversion Management, que seu modelo incorpora irradiação solar, armazenamento físico de hidrogênio, necessidade de terra, intensidade de carbono da rede elétrica e vários fatores, incluindo tipo de projeto, tamanho, capital e custos operacionais, eficiências e tempo de vida. Eles também disseram que, no cenário tecnológico atual, será necessário um LCOH de menos de US$ 10/kg para fazer o hidrogênio verde competir com o hidrogênio cinza, azul e laranja.

O modelo funciona com base em quatro cenários diferentes: uma usina totalmente desconectada da rede ou Islanded Facility (ILF) que gera exclusivamente hidrogênio verde; uma usina que pode comprar eletricidade da rede sem opção de revendê-la ou Facility with Grid Import (FGI); uma instalação que pode vender eletricidade para a rede sem opção de compra ou Instalação com Exportação de Rede (FGE); e uma usina que pode importar eletricidade ou exportar eletricidade para a rede elétrica local ou Instalação com Importação e Exportação de Rede (FGIE).

Para a primeira planta, a equipe de pesquisa descobriu que seu LCOH pode ser de US$ 10,68/kg na Arábia Saudita, US$ 12/kg na Austrália, US$ 13,86/kg em Cingapura e US$ 42,12/kg na Alemanha, sendo a diferença entre esses três países atribuível principalmente aos níveis de radiação solar e os custos sendo estimados assumindo que o custo da água é zero. “Quanto mais forte a irradiância solar, menor o LCOH e menor a fazenda solar fotovoltaica”, disseram os pesquisadores.

Apenas para Cingapura, eles também identificaram o LCOH das outras tipologias de projeto e descobriram que é de US$ 11,78/kg, US$ 12,55/kg e US$ 10,44/kg para os projetos FGI, FGE e FGIE, respectivamente.

“Claramente, a conectividade da rede em qualquer configuração reduz o LCOH em comparação com o ILF”, explicaram. “Claramente, a conectividade de rede em qualquer configuração reduz o LCOH em comparação com o ILF, o foco deve ser nos avanços nas tecnologias de energia solar fotovoltaica, armazenamento e bateria.”

De acordo com sua análise, um LCOH de US$ 3,29/kg a US$ 4,15/kg poderia ser obtido por meio de uma redução de 60% no Capex solar fotovoltaico, um aumento de 20% no desempenho do eletrolisador, uma redução de 75% no Capex da bateria e um fator de desconto de 0,01% . “De fato, o hidrogênio verde parece uma bala de prata potencial, mas cara, para a descarbonização profunda neste momento”, concluíram.

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