Fjárhagslíkan af arðbærri framleiðslu vetnis með rafgreiningu á vatni sem notast við íslenska reglunaraflsmarkaðinn

Water electrolysis technologies have demonstrated their ability to perform sufficiently enough for electrical grid balancing services while also producing gaseous hydrogen, which is a useful product in today’s society. As installed renewable energy capacity increases, and hydrogen demand increases as well, electrolytic technologies will be needed to serve as flexible demand side management (DSM) techniques for a transmission grid operator to use in times of grid instability. A financial analysis was performed on hypothetical alkaline electrolysis plants attempting to lower manufacturing costs by participating in Iceland’s regulatory power market as a DSM tool. The market is based on bidding to provide up or down regulation power, and this analysis focused more so on up-regulation bidding because of higher profits available (>4000 ISK per bid). Production prices not including bids ranged from 2,7 – 3,1 €/kg amongst the cases, which were characterized by a different number of electrolyzers. Production prices including bids reached lower than 2€/kg. Wholesale electricity costs positively correlate with production price when not including revenue from bids. Revenue from bids both positively and inversely correlated with production prices depending on the frequency of bids at a specific target price. The 11,5 MW (5 unit) case study in particular showed the most promise due to its favorable capital costs and mid-sized capacity. Results from the financial model do indicate that it is possible to lower production prices by participating in the regulatory power market. However, more structured secondary markets, and more competition in these markets in the future could be even more beneficial to the success of these energy-balancing technologies.Sýnt hefur verið fram á að rafgreining á vatni getur verið nýtt til að regla raforkudreifikerfi, ásamt því að framleiða vetni sem er mikilvæg afurð í dag. Með aukinni hlutdeild endurnýtanlegra orkugjafa í kerfinu og aukinni eftirspurn eftir vetni, þá eykst þörfin fyrir tækni sem getur aðstoðað við að ráða við breytilega eftirspurn (DSM) sem stjórnandi dreifikerfisins getur nýtt til að glíma við óstöðugleika. Kostnaðargreining var framkvæmd á alkalískri rafgreiningarstöð þar sem reynt var að lækka framleiðslukostnað á vetni með því að nýta stöðina einnig til reglunar á dreifikerfi landsins. Markaðurinn byggir á uppboðum til að tryggja upp eða niðurreglunar afl, en þessi rannsókn skoðaði meira uppreglun vegna þess að meiri tekjur voru í boði (>4000 ÍSK í hverju boði). Framleiðslukostnaður á vetni án uppboða var frá 2,7 – 3,1 €/kg eftir tilvikum, þar sem reiknað var með mismunandi fjölda rafgreiningareininga. Framleiðslukostnaður á vetni með uppboðum lækkaði niður í 2 €/kg. Það var jákvæð fylgni milli raforkuverðs og framleiðslukostnaðar þegar ekki var gert ráð fyrir tekjum frá uppboðsmarkaði. Tekjur frá uppboðsmarkaði sýndi bæði jákvæða og neikvæða fylgni við framleiðslukostnað en það stýrðist af tíðni boða á gefnu verði. Í tilfelli 11,5 MW framleiðslustöðvar (5 rafgreiningareiningar) var fjármagnskostnaður hagstæður og afkost í góðu samræmi við íslenska raforkukerfið. Niðurstöður kostnaðarlíkans benda til að hægt sé að lækka framleiðslukostnað á vetni með því að taka þá í uppboðsmarkaði reglunarafls á raforkumarkaðnum. Hins vegar, mun aukin samkeppni og þróun undirmarkaða í framtíðinni geta stutt enn frekar við tækni sem hægt er að nýta á reglunarorkumarkaði