根據(jù)麻省理工學院的一項研究，氫燃料發(fā)電設施將與鋰離子電池儲能系統(tǒng)在季節(jié)性儲能應用方面展開市場競爭，其成本競爭力將取決于它們可能取代的天然氣發(fā)電廠熱效率。

在加利福尼亞州運營的一座天然氣發(fā)電廠

麻省理工學院的科學家在技術和經濟方面進行了分析，以評估氫燃料發(fā)電設施與鋰離子電池儲能系統(tǒng)在替代天然氣發(fā)電廠發(fā)揮用途之間的潛在競爭，并發(fā)現(xiàn)鋰離子電池儲能系統(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)電設施是一種更加可行的替代方法。

他們在發(fā)表的一篇名為《按季節(jié)平衡加州電力系統(tǒng)的技術經濟分析：氫氣與鋰離子電池》論文指出，采用氫氣為燃料的燃氣輪機(HFGT)目前能夠以1,320美元/kW成本運營，將會取代天然氣發(fā)電廠，可以滿足季節(jié)性平衡電網的需求。論文中假設氫氣燃氣輪機(HFGT)的維護成本與天然氣發(fā)電廠的維護成本相同，每年約為13美元/kW，而氫氣的運輸成本估計為0.6美元/kg到2美元/kg。

此外，根據(jù)麻省理工學院的科學家的計算，目前綠氫的生產成本在3美元/kg到10美元/kg，具體取決于生產條件，而灰氫或藍氫的生產成本分別為1美元/kg和1.50美元/kg。他們在文章中指出，“假設質子交換膜(PEM)電解槽的利用率為40%，輸入電力成本為10美元/MWh，綠氫的生產成本為5美元//kg，綠氫目前的成本顯然比灰氫或藍氫更昂貴，但隨著市場需求的新增，預計到2050年，綠氫生產成本將下降70%?！?/p>

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

麻省理工學院的研究團隊在這兩種能源能夠滿足2019年加州天然氣發(fā)電設施實現(xiàn)的發(fā)電量的情況下，比較了氫氣燃氣輪機(HFGT)和大型鋰離子電池儲能系統(tǒng)的平準化能源成本(LCOE)。并假設部署的這兩類項目工作壽命均為15年，貼現(xiàn)率都為10%。報告進一步解釋說，“我們將氫氣燃氣輪機(HFGT)的年燃料消耗量計算在購買氫氣運行設施相關的總成本之內，而鋰離子電池儲能系統(tǒng)的年燃料消耗量等于儲能系統(tǒng)中存儲電力的總成本?！?/p>

分析表明，氫氣燃氣輪機(HFGT)的競爭力重要取決于它們應該替換的天然氣發(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，當熱效率更高時，氫氣燃氣輪機(HFGT)比鋰離子電池儲能系統(tǒng)更具競爭力。此外，他們發(fā)現(xiàn)由二氧化碳捕獲出現(xiàn)的藍氫驅動的氫燃氣輪機(HFGT)可能是天然氣發(fā)電廠更具成本競爭力的替代品。研究人員在論文指出：“我們發(fā)現(xiàn)當今市場的電價不足以證明對這項技術的投資是合理的。但是，我們注意到隨著可變可再生能源發(fā)電量在市場中的份額不斷上升，市場內可能出現(xiàn)更極端的電價模式。”作者：EmilianoBellini