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기회가 있을 때마다 연구원들이 매우 낮은 비용을 달성하도록 이끄는 트럭용 수소는 무엇입니까? 나는 이 질문에 여러 번 대답하려고 노력했습니다. ~ 안에 독일, gruppendenken(집단 사고)이 분명히 관련되어 있습니다. 다음과 같은 조직과 함께 ICCT, 수소가 필요하다고 생각하기 때문에 수소를 작동시키려는 필사적인 시도는 오류에 이어 오류로 이어집니다. 다양한 문제가 다음과 같은 주요 컨설팅 회사의 에너지 보고서에 대한 다른 수소를 괴롭힙니다. DNV 현실에 관계없이 특정 결과를 얻기 위해 비용을 지불하는 고객에게 나쁜 보고서를 생성합니다.

나는 주로 탄탄한 연구자와 분석가들로 구성된 미국 국립 연구소에 더 나은 결과를 기대하는 경향이 있었습니다. 그러나 최근 몇 달 동안 저는 일부 결과에 대해 머리를 긁적였습니다. 몇 주 전에 나는 를 통해 보았다 캘리포니아의 수소 충전소에 대한 DOE NREL 보고서. 거기의 데이터는 분명했습니다.

주유소는 54년 상반기 동안 주유소당 하루 평균 2021kg으로 역사적 최고 용량에도 거의 사용되지 않았습니다. 보고서는 사용량이 매우 낮다고 언급하지 않고 대신 하루 최대 사용량이 300kg임을 기념했습니다.

충전소는 실제 수소를 펌핑하는 시간보다 2,000시간 더 많은 시간 동안 서비스가 중단되었습니다. 이는 생산 활용보다 가동 중지 시간이 20% 더 많은 것입니다. 하지만 당신은 그것을 알아내기 위해 데이터를 파헤치고 수학을 했습니다.

스테이션이 최대 용량으로 운영된다면 연간 유지 관리 비용은 자본 지출의 30%에 달할 것입니다. 유지관리 비용은 분배된 킬로그램당 9달러가 넘었습니다. 이번에도 데이터는 있었지만 결론이 누락되었습니다.

이 보고서는 캘리포니아의 수소 충전소 상황이 장밋빛이라고 생각하도록 사람들을 호도한 걸작이었습니다. 현실은 Shell이 ​​테이블 위에 돈을 남겨두는 것으로 입증됩니다. 48만 달러 거부 이를 더 건설하고 기존 경차량 주유소 7개를 폐쇄하기로 했습니다.

그리고 이제 에너지부 산하 부서인 미국 국립 재생 에너지 연구소(NREL)에서 놀라운 가정을 담은 새로운 보고서가 나왔습니다. 분배된 수소의 균등화 비용 for 대형 차량 2024년 XNUMX월 언론에 화제가 되고 있습니다. 이는 저렴한 수소 비용에 대한 장밋빛 그림을 제시합니다.

정말 위안이 되는 도표죠, 그렇죠? 수소 트럭 운송이 확장되면 연료 보급 비용은 킬로그램당 6.5달러에 불과합니다. 이는 현재 캘리포니아의 요율로 볼 때 디젤보다 약간 높은 수준이며, 이는 동일한 양의 에너지인 갤런당 약 5달러에 해당합니다. 그리고 연료전지가 디젤 엔진보다 더 효율적이라는 점을 고려하면, 이는 실제로 수소가 디젤보다 트럭 연료로 더 저렴할 것임을 의미합니다!

그러나 더 많은 것이 있습니다.

예, 이 NREL 연구에 따르면 수소는 동일한 에너지에 대해 디젤보다 저렴할 것입니다. 문제는 해결됐으니 모두 집에 갑시다. 트럭 운송이 분류되었습니다.

응, 그렇게 빠르진 않아. 각 막대의 상단에 1.5달러가 들어 있는 비트를 살펴보세요. 그게 뭐야?

"...현재 분석에서는 나중에 모델링된 2030년 연료 충전소에 공급되는 수소 생산 비용이 $1.50/kg-H2라고 가정합니다."

이는 산업 규모의 시설에서 저렴한 천연가스를 사용하여 미국에서 킬로그램당 회색수소를 제조하는 현재 비용입니다. 2024년 미국 정부의 연구에서는 저탄소 수소 제조에 적절한 비용을 투입할 수 있는 기회가 있었고 보석금을 받았습니다. 참고로 2024년부터 유럽의 녹색 수소 거래 평균은 킬로그램당 €9.49, 즉 10.30달러였습니다. 실제로 저탄소 수소의 가격이 1.50년에 킬로그램당 2024달러가 될 것이라고 생각하는 사람은 아무도 없지만 공식 NREL 보고서에 나와 있으며 인위적으로 가격을 낮추고 있습니다.

보스턴 컨설팅 그룹으로서 신고, 2030년의 녹색 수소는 이전 합의 수치(STEM과 경제적 문맹 호피움 중독자들 사이의 합의)인 3유로에도 미치지 못하지만 5~8유로 범위에 속할 것입니다. 해당 범위의 하단은 여전히 ​​매우 낙관적입니다. 여러 시나리오를 통해 6개 대륙에서 수소를 제조하는 데 드는 비용을 조사한 후 내 예측에 따르면 녹색 수소는 킬로그램당 평균 8~XNUMX달러가 될 것이며 일부 이상값은 더 낮거나 높을 것입니다.

그러나 충전소에서 수소를 만드는 것은 훨씬 더 나쁜 가정입니다. 이는 ICCT가 치명적인 결함이 있는 연구에서 수행한 작업이지만 ICCT조차도 킬로그램당 1.5달러의 비용 포인트를 사용할 정도로 문제를 일으키지 않았습니다.

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소량으로 수소를 제조하는 데 드는 전체 비용은 세 가지 이유로 산업 규모 시설에서 제조하는 비용보다 훨씬 높습니다. 첫째, 주유소에는 여전히 플랜트의 모든 균형이 필요하지만 규모가 작은 구성 요소가 아닌 작은 구성 요소가 될 것이며 대량 구성 요소에 비해 저렴할 것입니다. 그것들을 모두 연결하려면 전기 기술자, 배관공, 화학 엔지니어, 용접공 등이 모두 필요하지만 작은 연결과 용접에 불과합니다.

두 번째 이유는 방송국이 산업 전기 요금 정도의 비용을 지불할 것이라는 점입니다. 현재 미국 평균은 kWh당 0.11달러이며, 공장 전체를 고려하면 물에서 55kg의 수소를 제조하는 데 약 5,50kWh가 소요됩니다. 전기 요금만 NREL 연구에서 사용하는 비용보다 4달러 높은 0.17달러가 됩니다. 그리고 캘리포니아의 산업 요금은 2022년 대비 평균 9.35달러였습니다. 이는 현장 제조용 전기 요금만 XNUMX달러입니다.

셋째, 산업 시설에는 생산을 유지하기 위해 문제를 즉시 해결하는 엄격한 예방적 유지 관리와 현장 직원이 있습니다. 수소 충전소에는 고비용 인건비를 유지하는 데 드는 비용이 엄청나기 때문에 그런 시설이 없을 것입니다. 그들은 훨씬 더 많은 시간 동안 서비스를 중단하거나 수리 직원이 엄지 손가락을 만지작거리고 현장에서 고가의 구성 요소를 대기하도록 비용을 지불하게 될 것입니다.

NREL이 실제 데이터를 보고 수소 현장 제조 비용에 대해 더 나은 선택을 할 수 있었을까요? 네, 캘리포니아 수소버스 데이터를 살펴볼 수도 있었습니다.

전기와 약간의 잡동사니에 대해서만 평균 12.60달러입니다. 여기에는 전해조 및 플랜트 균형 문제로 인해 연간 14%의 가동이 중단된 연료 보급 시설을 유지 관리하는 비용은 분명히 포함되지 않습니다. 소형 차량 주유소의 경우 평균 유지 관리 비용이 킬로그램당 9달러를 넘는 것으로 나타났습니다.

또한 언급한 바와 같이 수소를 펌핑하는 데 드는 유지 관리 비용은 선형적으로 증가합니다. 압축기, 펌프 및 씰은 더 많이 사용할수록 더 빨리 마모됩니다. 위의 대형차 펌핑시설 데이터에서 알 수 있듯이, 경차에만 국한된 것은 전혀 아닙니다. 차량 탱크를 채우려면 탱크 내 압력 700기압이 압축 800기압을 초과해야 합니다. 이는 바다 표면 아래 XNUMX마일 이상 잠겨 있는 것과 같은 압력입니다. 이를 달성하기 위해 허용 오차를 갖춘 무언가를 만드는 것은 쉽지 않으며 해당 수준의 압축기는 냉장고용 압축기보다 훨씬 더 자주 고장납니다.

그리고 아니요, 액체 수소로 전환해도 비용이 절약되지 않습니다. 단지 크고 피할 수 없는 비용이 다를 뿐이며, 특히 절대 영도보다 20° 낮은 온도로 낮추기 위해 매우 정교한 극저온 장비를 가동하려면 전기 형태로 내재 에너지의 XNUMX분의 XNUMX이 필요합니다. 한 세트의 비용을 교환하고 다른 세트에 대한 엔지니어링 절충안을 사용하면 값싼 수소를 얻을 수 없습니다.

이 전기 비용에는 전해조의 자본 비용, 자본 비용, 유지 관리 비용 또는 이익이 전혀 없습니다. 수소의 실제 비용은 의심할 여지 없이 킬로그램당 20달러가 넘습니다. 새로운 NREL 연구의 최저치보다 일일 수소 분배량이 훨씬 적지만 전기 비용은 여전히 ​​높을 것입니다.

NREL 연구는 내가 아는 한 최소한 킬로그램당 비용에 자본 비용을 추가합니다. LCOH의 다이어그램은 현장 생산 시나리오의 경우 충전소 비용에서 수소 1.1kg 비용에 4~XNUMX달러를 추가했음을 분명히 보여 주지만 보고서 어디에도 그 비용에 무엇이 들어가는지 명시되어 있지 않습니다. . 전해조, 공장 균형 또는 생산 측면에 대한 기타 사항에 대한 명확성이 없습니다.

아마도 이것은 누군가가 매우 후진적인 솔루션으로 수소 충전소에 증기 개질 공장을 설치할 수 있도록 허용하여 보고서가 수소 제조와 관련하여 목표로 하는 기술 불가지론을 허용하는 것이었습니다. 이것은 약간의 조사에도 견딜 수 있습니까? 아니요.

캘리포니아 산업 고객을 위한 천연가스 비용은 현재 12.52달러입니다. 수소는 메탄 질량의 92분의 2.61이며, 일반적으로 천연가스 질량의 XNUMX%를 차지합니다. 다른 효율성 문제로 인해 천연가스 XNUMXkg당 수소 XNUMXkg의 비율이 적절해졌습니다. 그런 속도라면 증기 개질을 위한 천연가스 투입 비용은 XNUMX달러가 될 것이며, 이는 보고서에서 가정한 수소 제조 비용보다 XNUMX달러가 넘는 금액입니다. 그리고 그것은 회색수소에 대한 것입니다.

시설의 소규모 규모와 탄소 포집을 강화하고 이후에 이산화탄소로 뭔가 조치를 취해야 한다는 점을 감안할 때 비용은 그 3배가 될 가능성이 높습니다.

보고서에 나오는 수소의 1.50달러 비용 지점은 캘리포니아보다 천연가스가 더 저렴한 곳의 산업 시설에서 제조된 회색수소라는 가정이 있을 경우에만 방어 가능합니다. 이는 수소를 이용한 트럭 운송의 탈탄소화 지점과 정반대입니다. 보고서의 가정은 수소가 충전소로부터 62마일 이내에서 제조되므로, 계획대로라면 천연가스에 대해 지역 산업 요금을 지불하게 될 것이라는 것입니다.

이 보고서는 또한 수소 대 전기화가 아닌 수소 대 수소라는 질문을 제시합니다. 그것이 팀이 가지고 있던 브리핑이고, 연구원 중 한 명이 2020년에 출판했을 때 가졌던 것과 동일한 브리핑입니다. 수소 공급 및 분배 비용, 해당 연구의 상단은 본 연구의 하단과 같이 수소 부피의 절반이었고, 결과는 최저 볼륨 시나리오와 거의 동일하지만 수소 제조 비용을 완전히 제외했습니다.

즉, 3.1년 전 같은 조직에서 실시한 연구에 따르면 이 비용 정리에서 수소를 전달하는 것만으로도 전체 스택만큼 비용이 많이 드는 것으로 나타났습니다. 어쩌면 그들은 같은 모델을 사용하지 않았을까요? 아니요. 모델은 동일하지만 HDSAM(수소 공급 시나리오 분석 모델) 4.5과 XNUMX의 다른 버전입니다.

수소를 전달하고 분배하는 데 예상보다 비용이 더 많이 든다는 증거와 수소를 만드는 데 드는 비용이 1.50달러를 훨씬 넘는다는 많은 증거가 있음에도 불구하고 이 새로운 NREL 보고서에는 실제로 엔드투엔드 제조, 배송 및 분배 비용이 소요됩니다. 아래에.

이는 에너지용 수소의 실증적 현실을 검증하거나 수소가 더 이상 NREL의 요구 사항이 아니라는 점을 인정하는 것과 같습니다. 수십 년간의 다양한 수준의 수소 충전소 경험과 수소 공급이 2030년까지 뒤집힐 것 같습니다. 정말 혼란스럽습니다.

물론, 이 보고서의 시나리오에 나오는 가치 사슬의 어느 누구도 수익을 내지 않으며 비용을 충당하기 위해 가격 인상을 적용하지도 않습니다. 보고서에는 이를 명확하게 명시되어 있지만 모든 사람이 기본 그래픽을 보고 비용을 디젤 소매 비용과 비교하고 큰 안도의 한숨을 쉬게 될 것이므로 그것도 좋은 선택이 아닙니다.

그러나 그들은 또한 저탄소 연료에 대해 가능한 모든 비용 절감 보조금을 명시적으로 제외합니다.

• 적격 대체 연료 차량 연료 공급 자산에 대한 대체 연료 차량 연료 공급 자산 공제(30C)
• 청정 수소(45V) 생산에 대한 크레딧
• 적격 첨단 에너지 프로젝트 크레딧(48C)
• 자격을 갖춘 상업용 청정 차량(45W)에 대한 크레딧

관련이 있나요? 실제로는 그렇지 않지만 인식상으로는 그렇습니다. 중앙 집중식 산업용 수소 전기분해 제조 시설은 최소한 저탄소 발전의 지역성, 시간성 및 추가성에 대한 45V 요구 사항을 충족하는 전력 구매 계약의 가능성을 가지고 있습니다. 보조금을 지급하면 킬로그램당 비용이 2~3달러 범위로 낮아질 수 있습니다. ICCT의 결함 있는 보고서에 대한 평가에서 언급했듯이 지역 주유소는 이를 달성할 수 없습니다. 그리고 블루 수소는 45V의 자격을 갖추지 못하며 훨씬 낮은 탄소 포집 크레딧만 받게 됩니다.

즉, 경로에 관계없이 충전소에서 원격으로 탈탄소화된 수소는 보조금을 중단하고 비용 및 이익 인상에 대한 합리적인 가정을 추가하면 1.50달러보다 훨씬 더 높은 수소를 얻을 수 있습니다. 중앙 집중식 시설의 경우에도 2024년에는 선택으로 방어할 수 없습니다. 주유소의 소규모 시설에서는 두 배로 방어하기 어렵습니다.

그러나 이 보고서와 특히 그 차트는 많은 사람들에게 충전소의 수소 가격이 엄청나게 저렴할 것이라는 잘못된 인상을 남길 것입니다. 그들이 1.50달러를 보고 기분이 상하면 모든 리베이트를 보고 적용 가능하며 모든 것이 괜찮을 것이라고 생각할 것입니다.

분명한 점은 NREL이 HDSAM 모델을 재평가해야 한다는 것입니다. 실증적 현실과 부합하지 않는 결과를 낳고 있는데, 연구자들은 그렇게 말할 의지가 없거나 손을 들 수 없는 것 같습니다. 모델에 대한 존경심은 제가 제 글에서 지적한 것입니다. 평가 LIME-EU 및 REMIND 모델과 관련된 PIK 포츠담 기후 영향 연구소(PIK Potsdam Institute for Climate Impact Research)의 두 모델 모두 매우 저렴한 수소 비용이 포함되어 있는데, 한 주요 보고서의 연구자들은 분명히 놓쳤습니다. NREL 연구자들은 Thompson의 글을 읽어야 합니다. 모델랜드 탈출 그리고 전문적인 판단을 적용할 용기를 가지십시오.

NREL 보고서는 트럭 운송을 위한 수소의 실제 비용에 대해 대안과 비교하여 상당한 손해를 끼치는 것에 대해 논의합니다. 다른 많은 보고서와 마찬가지로 수소 비용을 인위적으로 낮추었습니다. 왜? 말하기가 어렵습니다. 아마도 비용의 현실이 분명히 경제적으로 실행 가능하지 않고 실제로 일어 서서 계산되는 사람이되기를 원하지 않기 때문일 것입니다.

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• 출처: https://cleantechnica.com/2024/03/06/nrels-cost-study-on-hydrogen-for-heavy-vehicles-fuel-does-not-withstand-scrutiny/