Kërkesat vjetore të përputhjes për kreditë e reja tatimore të IRA-s mund të nisin prodhimin ekonomikisht konkurrues të hidrogjenit të gjelbër

_{Autor nga Melany Vargas, Kara McNutt dhe Chris Seiple}

Hidrogjeni mund të luajë një rol kritik në udhëtimin e Shteteve të Bashkuara drejt zeros neto si një lëndë djegëse me karbon të ulët për të mbështetur dekarbonizimin e sektorëve të kërkesës për energji që vështirë të elektrizohen. Kreditimi i taksës së prodhimit 45 V i Aktit të Reduktimit të Inflacionit ka për qëllim të stimulojë vendosjen e hidrogjenit me karbon të ulët, duke përshpejtuar kurbën e të mësuarit dhe duke mundësuar uljen e kostove.

Kreditë tatimore më të larta për hidrogjenin më të ulët të karbonit arrijnë deri në 3 $/kg. Megjithatë, rregullat rreth mënyrës se si do të matet intensiteti i karbonit (CI) i hidrogjenit dhe lejimi i mundshëm i mekanizmave për të kompensuar emetimet, të tilla si Kreditë e Energjisë së Rinovueshme (RECs), janë ende në zhvillim e sipër. Këto rregulla, të cilat aktualisht po përcaktohen nga Departamenti i Thesarit, mund të kenë implikime të rëndësishme për konkurrencën ekonomike të projekteve elektrolitike ose të hidrogjenit të gjelbër dhe CI dhe emetimet absolute të rrjeteve të energjisë.

Si rezultat, përputhja kohore e hidrogjenit CI është bërë një temë shumë e nxehtë muajt e fundit në industri dhe qarqe politike. Debati përqendrohet kryesisht rreth elektrolizuesve që mbështeten në energjinë elektrike të rrjetit për të gjitha ose një pjesë të nevojave të tyre energjetike. Disa organizata do të dëshironin të shihnin zhvilluesit e hidrogjenit të gjelbër të provojnë se po konsumojnë 100% energji të rinovueshme duke e krahasuar konsumin e energjisë elektrike të elektrolizerit të tyre me prodhimin e energjisë së rinovueshme në baza ore. Të tjerë po argumentojnë se këto kërkesa do të kufizojnë ekonominë dhe vendosjen e projekteve të hidrogjenit të gjelbër.

Duke pasur parasysh grupin e gjerë të perspektivave mbi këtë temë, Wood Mackenzie u përpoq të testonte ndikimin e prodhimit të hidrogjenit të gjelbër të lidhur në rrjet. Ne shikuam ndikimet në CI të rrjeteve të energjisë dhe prodhimit të hidrogjenit, si dhe faktorët e kapacitetit të elektrolizuesit sipas një skenari që lejon REC kundrejt një politike të përputhjes për orë, ku ngarkesa e një elektrolizuesi do të përputhej me profilet përkatëse të prodhimit të energjisë së rinovueshme.

Ne shfrytëzuam tregun tonë të pronarit të energjisë dhe niveluam koston e modeleve të hidrogjenit (LCOH) për të analizuar këto ndikime në dy tregje unike të energjisë, ERCOT South dhe WECC Arizona. Në secilin treg ne vlerësuam ndikimin e shtimit të 250 MW të kapacitetit të elektrolizuesit në rrjet dhe supozuam se vendosja e hidrogjenit ndodhi me një ndërtim proporcional të burimeve të rinovueshme për të mbështetur ngarkesën e elektrolizuesit dhe prodhimin e REC-ve lokale. Më pas, kjo analizë u krahasua me të dhënat tona të bazuara në prodhimin në orë, çmimet dhe emetimet për çdo treg.

Implikimet ekonomike janë të qarta

Analiza jonë zbuloi se një skenar vjetor i përputhjes që lejon REC-të si një mekanizëm kompensues, mund të rezultojë në CI neto zero dhe në prodhimin ekonomikisht konkurrues të hidrogjenit të gjelbër. Anasjelltas, kërkesat e përputhjes për orë, në varësi të zbatimit të tyre, mund të rezultojnë në ekonomi të pafavorshme për adoptimin e hidrogjenit të gjelbër, duke kufizuar orët e funksionimit në ato kur burimet e rinovueshme janë të disponueshme, duke reduktuar përfundimisht faktorin e kapacitetit të elektrolizuesit. Rezultati është se operatorët duhet të shpërndajnë kostot e tyre mbi një vëllim më të vogël të prodhimit të hidrogjenit, duke kërkuar një çmim më të lartë për të rikuperuar kapitalin e tyre për çdo kilogram hidrogjen të shitur.

Me një përputhje të drejtpërdrejtë për orë të burimeve të gjenerimit të rinovueshëm, analiza jonë tregon se një faktor i kapacitetit të elektrolizuesit që varion nga 46-72% çon në rritje të LCOH prej 68%-175% në krahasim me një skenar të përputhjes vjetore që lejon operatorët të arrijnë një faktor kapaciteti prej 100. %.

Në tregun WECC të Arizonës, rezultatet janë një LCOH (me një kredi tatimore të aplikuar 3 $/kg) duke u rritur nga rreth 2 $/kg në 2025 dhe 1.50 $/kg në 2030, në një skenar vjetor të përputhjes, në rreth 4-5 $/kg në një skenar përputhjeje për orë. Kjo shkallë e rritjes së kostos mund të vonojë aftësinë për të prodhuar hidrogjen jeshil me barazi kostoje me hidrogjenin me kosto më të ulët, blu ose gri, duke penguar përfundimisht konkurrencën ekonomike dhe miratimin e hidrogjenit jeshil të lidhur me rrjetin dhe 100% të rinovueshëm të hidrogjenit si lëndë djegëse me karbon të ulët.

Anasjelltas, modelimi i një skenari vjetor të përputhjes tregon se një elektrolizer që funksionon me një faktor kapaciteti 100%, nën një regjim vjetor të përputhjes që lejon kompensimet REC, mund të arrijë ekonomi nën 2 $/kg deri në vitin 2025 dhe nën 1.50 $/kg në 2030 të dy tregjet. Kjo gamë e ekonomisë është në përputhje me barazinë e hidrogjenit blu dhe mbështet objektivat e DOE për LCOH të hidrogjenit të gjelbër prej 2 $/kg deri në 2025 dhe 1 $/kg deri në vitin 2030.

Implikimet CI janë më komplekse

Ndërsa ekonomia është më e favorshme në skenarin vjetor të përputhjes, ka një sërë shkëmbimesh të emetimeve dhe intensitetit të karbonit për t'u marrë parasysh. Në rastin e përputhjes vjetore, elektrolizeri mbështetet në energjinë elektrike të rrjetit për 19 – 35% të kërkesave për energji elektrike. Megjithëse gjatë orëve të caktuara rrjeti duhet të marrë më shumë nga burimet e energjisë termike, gjenerimi në rritje i burimeve të rinovueshme gjithashtu zhvendos energjinë termike gjatë orëve të pikut të burimeve të rinovueshme, duke rezultuar në një rënie në CI të rrjetit. Në vitin 2025, reduktime CI të rrjetit prej 0.2 dhe 0.5% janë vërejtur respektivisht në rajonet ERCOT dhe WECC.

Megjithatë, ekziston një shkëmbim ndërmjet CI dhe emetimeve absolute. Analiza tregon se pavarësisht një CI më të ulët, ka një rritje margjinale në emetimet absolute në të dy tregjet ERCOT dhe WECC për shkak të burimit të shtuar të kërkesës dhe rritjes së vendosjes së njësive termike gjatë orëve të ulëta të burimeve të rinovueshme. Për më tepër, ndërsa rrjetet e energjisë bëhen më të gjelbra, përfitimet e shtesave në rritje të burimeve të rinovueshme në CI bëhen më të vogla dhe një rritje e ngarkesës sjell një tërheqje edhe më të madhe në njësitë termike gjatë orëve të ulëta të burimeve të rinovueshme. Si rezultat i këtij fenomeni, përfitimet e CI të parë në 2025 janë më të vogla në 2030 dhe emetimet absolute rriten pak në të dy tregjet.

Për shkak të këtyre gjetjeve, ne eksploruam ndjeshmëritë për të testuar disa mekanizma për të zbutur rritjet në emetimet absolute të rrjetit dhe/ose CI sipas një skenari vjetor të përputhjes. Analiza zbuloi se një mbindërtim i lehtë i burimeve të rinovueshme ose një reduktim strategjik i prodhimit të hidrogjenit gjatë orëve të pikut termik mund të jenë mjete efektive për të minimizuar këto ndikime të paqëllimshme të emetimeve në vitet 2020.

Për më tepër, përputhja vjetore kërkon kompensime REC për të krijuar një CI neto zero për prodhimin e hidrogjenit. Në ERCOT Jug, CI, para kompensimit, e hidrogjenit të gjelbër të prodhuar është 4.3 kg CO₂/ kgH₂ në vitin 2025, dhe 3.4 kg CO₂/ kgH₂ në 2030. Në WECC Arizona, CI, përpara kompensimit, është 7.9 kg CO₂/ kgH₂ në vitin 2025, dhe 4.7 kg CO₂/ kgH₂ në vitin 2030. Në të dyja rastet, këto intensitete të karbonit janë më të ulëta se 10 kg COXNUMX₂/ kgH₂ CI i vlerësuar për prodhimin e hidrogjenit gri, i cili mund të nxisë dekarbonizim të konsiderueshëm në sektorët e synuar për adoptimin e hidrogjenit; megjithatë, këto intensitete të karbonit janë gjithashtu dukshëm më të larta se CI zero e një operacioni 100% të hidrogjenit të gjelbër të rinovueshëm.

Një konsideratë tjetër kryesore është se kjo analizë u fokusua në Teksas dhe Arizona ku potenciali i burimeve të rinovueshme është i lartë. Kërkohet më shumë hetim në këto dhe tregje të tjera për të vlerësuar plotësisht kompromiset ekonomike dhe të emetimeve që po shqyrtohen këtu. Pritet që rezultatet të ndryshojnë ndjeshëm në bazë rajonale dhe gjithashtu mund të ndryshojnë me shkallën e prodhimit të hidrogjenit pas shtimit të një elektrolizuesi 250 MW në një rajon.

Menaxhimi i Tradeoffs

Politikëbërësit dhe rregullatorët janë në pozicionin e vështirë të lundrimit të shkëmbimit midis emetimeve të karbonit dhe ekonomisë së hidrogjenit të gjelbër brenda kontekstit të tregjeve të energjisë në SHBA që ndryshojnë me shpejtësi. Kjo analizë e hershme tregon se në bazë ekonomike, përputhja vjetore mund të jetë katalizatori që i duhet industrisë së hidrogjenit të gjelbër për të mbështetur adoptimin dhe rritjen e hershme të industrisë së sapolindur të hidrogjenit me karbon të ulët. Kur bëhet fjalë për përmbushjen e objektivave klimatike, hidrogjeni i gjelbër do të duhet të vendoset së bashku me zgjidhjet e tjera, prandaj sa më shpejt të ndodhë miratimi, aq më shpejt mund të realizohen përfitimet. Përtej vitit 2030, pasi ndërtimi nga era, dielli dhe asetet e gjenerimit të magazinimit mbështesin rrjetet më të ulëta të karbonit në të gjithë SHBA-në, dhe kostot e elektrolizuesit ulen, përputhja për orë mund të bëhet një mekanizëm më i përshtatshëm për të mbështetur prodhimin 100% të hidrogjenit të gjelbër të rinovueshëm dhe dekarbonizimin e rrjetit të energjisë në tandem.