Разбивање на тешкото тесно грло на патот на Кина кон јаглеродна неутралност со чист водород
Земјите како Кина се соочуваат со тесно грло на нивниот пат кон неутралноста на јаглеродот: намалување на емисиите во тешките индустрии и тешкиот транспорт.Има неколку длабински студии за потенцијалната улога на чистиот водород во овие „тешко да се намалуваат“ (HTA) сектори.Овде спроведуваме интегрирана динамична анализа на моделирање со најниска цена.Резултатите покажуваат дека, прво, чистиот водород може да биде и главен носител на енергија и суровина што може значително да ги намали емисиите на јаглерод од тешката индустрија.Исто така, може да гориво до 50% од кинеската флота на тешки камиони и автобуси до 2060 година и значителен дел од превозот.Второ, реалното сценарио за чист водород што ќе достигне 65,7 Mt производство во 2060 година би можело да избегне нови инвестиции од 1,72 трилиони американски долари во споредба со сценариото без водород.Оваа студија обезбедува докази за вредноста на чистиот водород во секторите за HTA за Кина и земјите кои се соочуваат со слични предизвици во намалувањето на емисиите за да се постигнат нето-нула цели.

Постигнувањето на јаглеродна неутралност е итна глобална мисија, но не постои „една големина што одговара на сите“ за големите нации што емитуваат емисија да ја исполнат оваа цел1,2.Повеќето развиени земји, како што се Соединетите Американски Држави и оние во Европа, спроведуваат стратегии за бонизација на декар, фокусирани особено на големи флоти на лесни возила (LDV), производство на електрична енергија, производство и комерцијални и станбени згради, четири сектори кои заедно сочинуваат огромно мнозинство од нивните емисии на јаглерод3,4.Спротивно на тоа, главните емитери од земјите во развој, како што е Кина, имаат многу различни економии и енергетски структури, кои бараат различни приоритети за декарбонизација не само во секторски аспект, туку и во стратешкото распоредување на новите технологии со нула јаглерод.

Клучните разлики на профилот на емисиите на јаглерод во Кина во споредба со оние на западните економии се многу поголеми удели на емисии за тешките индустрии и многу помали фракции за LDV и употребата на енергија во зградите (сл. 1).Кина е на прво место во светот, убедливо, во однос на производството на цемент, железо и челик, хемикалии и градежни материјали, трошејќи огромни количини јаглен за индустриска топлина и производство на кокс.Тешката индустрија придонесува со 31% од тековните вкупни емисии на Кина, удел што е 8% поголем од светскиот просек (23%), 17% поголем од оној на САД (14%) и 13% поголем од оној на Европската унија (18%) (уп.5).

Кина вети дека ќе го достигне својот врв на емисиите на јаглерод пред 2030 година и ќе постигне јаглеродна неутралност пред 2060 година. Овие климатски ветувања заработија широко распространета пофалба, но исто така покренаа прашања за нивната изводливост6, делумно поради главната улога на „тешко да се намали“ (HTA). процеси во кинеската економија.Овие процеси особено вклучуваат употреба на енергија во тешката индустрија и тешкиот транспорт што ќе биде тешко да се електрифицира (а со тоа и директно да се премине кон обновлива енергија) и индустриските процеси кои сега зависат од фосилните горива за хемиски суровини. Имаше неколку неодамнешни студии1– 3 истражувајќи ги патеките за бонизација на декар кон јаглеродна неутралност за севкупното планирање на енергетскиот систем на Кина, но со ограничени анализи на секторите за HTA.На меѓународно ниво, потенцијалните решенија за ублажување на HTA секторите почнаа да привлекуваат внимание во последниве години7–14.Декарбонизацијата на HTA секторите е предизвик бидејќи е тешко да се електрифицираат целосно и/или економично7,8.Åhman нагласи дека зависноста од патеката е клучниот проблем за секторите HTA и дека се потребни визија и долгорочно планирање за напредни технологии за да се „отклучат“ секторите на HTA, особено тешките индустрии, од зависноста од фосили9.Студиите истражија нови материјали и решенија за ублажување поврзани со зафаќање, употреба и/или складирање на јаглерод (CCUS) и технологии за негативни емисии (NETs)10,11. од најмалку една студија се потврдува дека тие треба да се земат предвид и при долгорочно планирање11.Во неодамна објавениот Шести извештај за проценка на Меѓувладиниот панел за климатски промени, употребата на водород со „ниски емисии“ беше препознаена како едно од клучните решенија за ублажување за повеќе сектори кон постигнување иднина со нето-нула емисии12.

Постоечката литература за чист водород е фокусирана во голема мера на опциите за технологија на производство со анализи на трошоците од страната на понудата15.(„чистиот“ водород во овој труд ги вклучува и „зелениот“ и „синиот“ водород, првиот произведен со електролиза на вода со користење на обновлива моќност, вториот извор од фосилни горива, но декарбонизиран со CCUS.) Дискусијата за побарувачката на водород е фокусирана главно на транспортниот сектор во развиените земји - особено возилата со водородни горивни ќелии16,17.Притисоците за декарбонизација на тешките индустрии заостануваат во споредба со оние за патниот транспорт, одразувајќи ги конвенционалните претпоставки дека тешката индустрија ќе
остануваат особено тешко да се смират додека не се појават нови технолошки иновации.Студиите за чист (особено зелен) водород ја покажаа неговата технолошка зрелост и опаѓачките трошоци17, но потребни се дополнителни студии кои се фокусираат на големината на потенцијалните пазари и технолошките барања на индустриите за искористување на потенцијалниот раст на снабдувањето со чист водород16.Разбирањето на потенцијалот на чистиот водород за унапредување на глобалната јаглеродна неутралност ќе биде инхерентно пристрасно ако анализите се ограничени главно на трошоците за неговото производство, неговата потрошувачка само од фаворизираните сектори и неговата примена во развиените економии. Постоечката литература за чист водород е фокусирана во голема мера на опциите за технологија на производство со анализи на трошоците на страната на понудата15.(„чистиот“ водород во овој труд ги вклучува и „зелениот“ и „синиот“ водород, првиот произведен со електролиза на вода со користење на обновлива моќност, вториот извор од фосилни горива, но декарбонизиран со CCUS.) Дискусијата за побарувачката на водород е фокусирана главно на транспортниот сектор во развиените земји - особено возилата со водородни горивни ќелии16,17.Притисоците за декарбонизација на тешките индустрии заостануваат во споредба со оние за патниот транспорт, одразувајќи ги конвенционалните претпоставки дека тешката индустрија ќе остане особено тешко да се намали додека не се појават новите технолошки иновации.Студиите за чист (особено зелен) водород ја покажаа неговата технолошка зрелост и опаѓачките трошоци17, но потребни се дополнителни студии кои се фокусираат на големината на потенцијалните пазари и технолошките барања на индустриите за искористување на потенцијалниот раст на снабдувањето со чист водород16.Разбирањето на потенцијалот на чистиот водород за унапредување на глобалната јаглеродна неутралност ќе биде инхерентно пристрасно ако анализите се ограничени главно на трошоците за неговото производство, неговата потрошувачка само од фаворизираните сектори и неговата примена во развиените економии.

Оценувањето на можностите за чист водород зависи од преиспитувањето на неговите потенцијални барања како алтернативно гориво и хемиска суровина во целиот енергетски систем и економија, вклучително и разгледување на различните национални околности.Досега не постои таква сеопфатна студија за улогата на чистиот водород во нето-нула иднината на Кина.Пополнувањето на оваа истражувачка празнина ќе помогне да се подготви појасна карта за намалување на емисиите на CO2 во Кина, да се овозможи евалуација на изводливоста на нејзините ветувања за декарбонизација од 2030 и 2060 година и да се обезбеди насоки за другите растечки економии во развој со големи тешки индустриски сектори.

12

 

Сл. 1 |Емисии на јаглерод од клучните земји и аналитички механизам за водород во енергетскиот систем.а, емисиите на јаглерод во Кина во 2019 година споредени со САД, Европа, Јапонија и Индија, по гориво.Во 2019 година, согорувањето на јаглен зазеде најголем дел од емисиите на јаглерод во Кина (79,62%) и Индија (70,52%), а согорувањето на нафта најмногу придонесе за емисиите на јаглерод во САД (41,98%) и Европа (41,27%).б, емисиите на јаглерод во Кина во 2019 година споредени со САД, Европа, Јапонија и Индија, по сектори.Емисиите се прикажани лево, а пропорцијата надесно во a и b.Процентот на емисиите на јаглерод од индустријата во Кина (28,10%) и Индија (24,75%) беше многу поголем од оној на Соединетите Американски Држави (9,26%) и Европа (13,91%) во 2019 година. в, Технички пат со водородни технологии применети во секторите HTA.SMR, реформирање на парен метан;PEM електролиза, електролиза на мембрана на полимер електролит;ПЕЦ процес, фотоелектрохемиски процес.
Оваа студија се обидува да одговори на три клучни прашања.Прво, кои се клучните предизвици за декарбонизација на HTA секторите во земјите во развој како Кина, кои се разликуваат од оние на развиените земји?Дали сегашните технологии за ублажување во секторите на HTA (особено тешката индустрија) се доволно ефикасни за да се постигне кинеската јаглеродна неутралност до 2060 година?Второ, кои се потенцијалните улоги на чистиот водород и како енергетски носач и како суровина во секторите за HTA, особено во Кина и другите земји во развој кои штотуку почнаа да пристапуваат до неговото потенцијално производство и употреба?Конечно, врз основа на динамична оптимизација на целиот енергетски систем на Кина
Тем, дали широката примена на чист водород во секторите на HTA би била исплатлива во споредба со другите опции?
Овде градиме модел на интегриран енергетски систем вклучувајќи и понуда и побарувачка низ секторите за да ја анализираме потенцијалната економичност и улогите на чистиот водород во целата кинеска економија, со акцент на недоволно истражените HTA сектори (сл. 1в).
3

Време на објавување: Мар-03-2023 година
Дали барате повеќе информации за професионалните производи и решенијата за напојување на DET Power?Имаме стручен тим подготвен секогаш да ви помогне.Ве молиме пополнете го формуларот и нашиот претставник за продажба ќе ве контактира наскоро.