集中式系统绿氢供应模型是氢气与可再生能源和终端用户(即,与需求方直接连接)共同位点。这种供应模型预计适用于位于工业中心的生产商,这些中心可以同时获得可再生能源和大量的氢气需求。
天然气的零售价格被用作此路径的参考点,因为主要的需求方将是使用天然气作为原料或热能(化学加工、钢铁制造等)的工业用户。根据2021年发布的BEIS绿皮书补充指南预测,到2045年,天然气的零售价格预计在每公斤1.0至1.3英镑之间。
2022年,采用集中模型生产绿色氢气的成本估计在每公斤5.2至9.3英镑之间。主要驱动因素是电力输入成本和电解设备的资本成本,这两者分别占2022年氢气总平准化成本的45%和41%。由于电解设备资本成本的显著降低,电解设备所占比例在2030年和2045年有所下降,使得电力成本成为长期的关键成本驱动因素。
从2022年到2027年,成本预计将降低21%至38%,而2027年之后,成本降低的速率预计将减缓。预计到2045年,采用集中模型的绿氢成本将在每公斤2.8至4.6英镑之间。
短期内(2022 - 2030年),成本降低主要由电解设备厂的资本成本降低驱动。而从长远来看(2030 - 2045年),成本降低主要由海上风电成本的稳定下降驱动。2030年到2045年间,海上风电LCOE下降25%,导致LCOE降低18%(突出显示了对电力成本的敏感性)。
下表总结了关键输入参数变化时对LCOH的影响。这些结果提供了一些洞见:
• 尽管当前浮动海上风电的成本较高,但到2045年,这项技术预计将由于可以实现更高的容量因子,比陆上风电产生更低的LCOH值。
基于当前BEIS预测,到2045年,绿氢生产成本不太可能与零售天然气价格达到平价。2027年天然气的价格需要约为每公斤4英镑才能达到与绿氢生产的潜在收支平衡点。然而,由于未来天然气价格存在重大不确定性,因为这些预测没有考虑近期价格上涨或可能增加的额外碳税,这将提高价格。尽管如此,这清楚地表明,如果绿氢要与工业用天然气竞争,那么需要政府支持。分析表明,要使氢气在2030年与天然气在成本上具有竞争力,需要弥合2.4至4.4英镑/kg的成本差距。
2021年,英国政府宣布将采用差额补贴(CfD)收入支持机制来支持低碳氢气项目,以天然气价格作为参考。CfD机制在可再生能源行业已成功运作,并帮助该行业成长并降低成本(过去10年海上风电成本降低了40%)。