Τεχνοοικονομική μελέτη ολοκληρωμένου οικοσυστήματος παραγωγής και αξιοποίησης πράσινου Υδρογόνου στην Κύπρο

Σταύρου, Αντώνης; Stavrou, Antonis

dc.contributor.author	Σταύρου, Αντώνης	el
dc.contributor.author	Stavrou, Antonis	en
dc.date.accessioned	2023-11-27T10:48:00Z
dc.date.available	2023-11-27T10:48:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58338
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26034
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	πράσινο υδρογόνο	el
dc.subject	περικοπές ΑΠΕ	el
dc.subject	Κύπρος	el
dc.subject	Green hydrogen	en
dc.subject	RES curtailments	en
dc.subject	Cyprus	en
dc.title	Τεχνοοικονομική μελέτη ολοκληρωμένου οικοσυστήματος παραγωγής και αξιοποίησης πράσινου Υδρογόνου στην Κύπρο	el
dc.title	Techno-economic analysis of an integrated ecosystem for the production and utilisation of green hydrogen in Cyprus	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πράσινο υδρογόνο	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-07-07
heal.abstract	Τα τελευταία έτη η ανάγκη για στροφή σε βιώσιμες και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας γίνεται όλο και πιο επιτακτική. Η αντικατάσταση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων στον τομέα των μεταφορών, της παραγωγής ηλεκτρισμού και στον κτιριακό τομέα με ανανεώσιμες και πιο καθαρές πηγές ενέργειας έχει μπει στο πλάνο παγκόσμιων και ευρωπαϊκών φορέων, στο πλαίσιο του μετριασμού των συνεπειών της κλιματικής αλλαγής. Ένας από τους τομείς που στοχεύει κυρίως η ΕΕ είναι οι εφαρμογές παραγωγής και αξιοποίησης πράσινου Υδρογόνου. Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να αναδείξει τα υφιστάμενα οικονομοτεχνικά δεδομένα σχετικά με την υιοθέτηση λύσεων παραγωγής και αξιοποίησης πράσινου Υδρογόνου, μέσω κατάλληλης διαστασιολόγησης και τεχνοοικονομικής μελέτης ενός ολοκληρωμένου οικοσυστήματος παραγωγής και αξιοποίησης πράσινου Υδρογόνου στην Κύπρο. Η τεχνοοικονομική μελέτη περιλαμβάνει τον καθορισμό 4 διαφορετικών σεναρίων σχετικά με την πηγή της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του Υδρογόνου. Συγκεκριμένα, τα Σενάρια αφορούν: 1) Τη χρήση περικοπτόμενης ενέργειας από ΦΒ παραγωγή, 2) Την αγορά ενέργειας μέσω PPA από ιδιώτη παραγωγό με ΦΒ πάρκο, 3) Την κατασκευή ιδιόκτητου ΦΒ πάρκου και χρήση της παραγόμενης ενέργειας και 4) Την απευθείας χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από το ηλεκτρικό δίκτυο της Κύπρου. Ακολούθως, το παραγόμενο Υδρογόνο συμπιέζεται, αποθηκεύεται και πωλείται στην αγορά. Αναλύονται επίσης και οι περιπτώσεις εκμετάλλευσης μέρους του παραγόμενου οξυγόνου που αποτελεί υποπροϊόν της ηλεκτρόλυσης, καθώς και η διοχέτευση μέρους του παραγόμενου Υδρογόνου σε κυψέλη καυσίμου για παραγωγή ηλεκτρισμού και πώλησή του στο δίκτυο. Η ανάλυση των σεναρίων πραγματοποιείται μέσω κατάλληλα διαμορφωμένων φύλλων εργασίας στο πρόγραμμα Excel όπου μετά την εισαγωγή των δεδομένων του κάθε σεναρίου, εξάγονται τα αποτελέσματα. Η μελέτη κατέδειξε ότι υπάρχουν διάφοροι αξιόλογοι τρόποι επένδυσης στον τομέα της παραγωγής πράσινου Υδρογόνου τονίζοντας παράλληλα τη σημασία της εξασφάλισης κατάλληλης επιχορήγησης μέχρις ότου η ωριμότητα των τεχνολογιών αυτών φτάσει σε επίπεδο που θα είναι πολύ πιο προσιτές σε ενδιαφερόμενους επενδυτές, μικρούς και μεγάλους. Η πιο συμφέρουσα και αποδοτική περίπτωση είναι η παραγωγή Υδρογόνου με ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από PPA με ιδιώτη παραγωγό με ΦΒ πάρκο ισχύος 15 MW. Με αρχικό κεφάλαιο ύψους €9,9 εκ. και μόλις 20% επιχορήγηση η επένδυση μπορεί να έχει 10,6% IRR, €1,2 εκ. ΚΠΑ και να αποπληρωθεί σε 9,7 έτη, ενώ με επιχορήγηση ύψους 50% μπορεί να φτάσει μέχρι και 21,8% IRR, €3,7 εκ. ΚΠΑ, και να αποπληρωθεί σε μόλις 5,5 χρόνια. Η μελέτη επίσης έδειξε ότι με εκμετάλλευση μικρού μέρους του παραγόμενου οξυγόνου μπορεί να αυξηθεί η οικονομικότητα της επένδυσης, ενώ η χρήση κυψέλης καυσίμου αν και χαμηλώνει την οικονομικότητα της επένδυσης, μπορεί να μετατρέψει το σύστημα σε μέσο αποθήκευσης ενέργειας μακράς διάρκειας, γεγονός που μπορεί να προσελκύσει περισσότερες επιχορηγήσεις ως κίνητρο αντιστάθμισης. Τα αποτελέσματα της μελέτης είναι σημαντικά στη σκιαγράφηση του επενδυτικού περιβάλλοντος γύρω από την παραγωγή πράσινου Υδρογόνου δείχνοντας ότι υπάρχει λαμπρό μέλλον στις επενδύσεις στον τομέα, ενώ παράλληλα δείχνει ότι το Υδρογόνο θα αποτελέσει μια προσιτή και οικονομική λύση στην πορεία για ένα πιο βιώσιμο μέλλον στο θέμα της ενέργειας.	el
heal.abstract	In recent years, the need to switch to sustainable and renewable energy sources has become increasingly imperative. The replacement of fossil fuel consumption in the transport sector, electricity production and in the building sector with renewable and cleaner energy sources has entered the plan of global and European bodies, in the context of mitigating the effects of climate change. One of the areas that the EU is mainly targeting is the adoption of green Hydrogen production and end-use applications. The aim of this thesis is to highlight the existing economic and technical data regarding the adoption of green Hydrogen production and utilisation solutions, through an appropriate dimensioning and techno-economic study of an integrated green Hydrogen production and utilisation ecosystem in Cyprus. The techno-economic study includes the definition of 4 different scenarios regarding the source of the electricity used for the production of Hydrogen. Specifically, the Scenarios concern: 1) The use of curtailed energy from PV production, 2) The purchase of energy through a PPA from a private producer with a PV farm, 3) The construction of a private dedicated PV farm and use of the produced energy and 4) The direct use of electricity from the electricity grid of Cyprus. Subsequently, the produced Hydrogen is compressed, stored and then sold on the market. The cases of exploitation of part of the produced oxygen, which is a by product of electrolysis are also analysed, as well as the channelling of part of the produced Hydrogen into a fuel cell for the production of electricity and its sale in the network. The analysis of the scenarios is carried out through appropriately formatted worksheets in Excel where, after inputting the data of each scenario, the results are extracted. The study showed that there are several worthwhile ways to invest in the field of green Hydrogen production while emphasizing the importance of securing adequate funding until the maturity of these technologies reaches a level where they are much more accessible to interested large or small investors. The most advantageous and efficient case is the production of Hydrogen with electricity coming from a PPA with a private producer with a 15 MW PV farm. With an initial capital of €9,9 m and only a 20% subsidy the investment can have a 10,6% IRR, €1,2 m NPV and reach the break-even point in 9,7 years, while with a 50% subsidy it can reach up to 21,8% IRR, €3,7 m NPV, and pay back in just 5,5 years. The study also showed that by exploiting a small part of the produced oxygen, the economic efficiency of the investment can be increased, while the use of a fuel cell, although it lowers the economic efficiency of the investment, can turn the system into a means of long-term energy storage, which can attract more grants as a countervailing incentive. The results of the study are important in outlining the investment environment around green Hydrogen production, showing that there is a bright future for investment in the sector, while also showing that Hydrogen will be an affordable and cost-effective solution on the way to a more sustainable future in terms of energy.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false