Paglabag sa mahirap na alisin na bottleneck sa landas ng China patungo sa neutralidad ng carbon gamit ang malinis na hydrogen
Ang mga bansang tulad ng China ay nahaharap sa isang bottleneck sa kanilang mga landas patungo sa carbon neutrality: abating emissions sa mabibigat na industriya at heavy-duty na transportasyon.Mayroong ilang mga malalim na pag-aaral ng inaasahang papel para sa malinis na hydrogen sa mga 'hard-to-abate' (HTA) na sektor na ito.Dito nagsasagawa kami ng pinagsama-samang dynamic na pagsusuri sa pagmomodelo na may pinakamababang halaga.Ipinapakita ng mga resulta na, una, ang malinis na hydrogen ay maaaring parehong pangunahing tagadala ng enerhiya at feedstock na maaaring makabuluhang bawasan ang mga carbon emissions ng mabigat na industriya.Maaari din itong mag-fuel ng hanggang 50% ng mga heavy-duty na truck at bus fleet ng China pagsapit ng 2060 at makabuluhang bahagi ng pagpapadala.Pangalawa, ang isang makatotohanang malinis na senaryo ng hydrogen na umabot sa 65.7 Mt ng produksyon sa 2060 ay maaaring maiwasan ang US$1.72 trilyon ng bagong pamumuhunan kumpara sa isang walang-hydrogen na senaryo.Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng katibayan ng halaga ng malinis na hydrogen sa mga sektor ng HTA para sa China at mga bansang nahaharap sa mga katulad na hamon sa pagbabawas ng mga emisyon upang makamit ang mga net-zero na layunin.

Ang pagkakaroon ng carbon neutrality ay isang apurahang pandaigdigang misyon, ngunit walang 'one-size-fits-all' na landas para sa mga pangunahing bansang naglalabas upang maabot ang layuning ito1,2 .Karamihan sa mga mauunlad na bansa, gaya ng Estados Unidos at mga nasa Europa, ay nagsusumikap ng mga diskarte sa decar bonization na nakatuon lalo na sa malalaking light-duty vehi cle (LDV) fleets, electric power generation, manufacturing at komersyal at residential na gusali, apat na sektor na magkakasamang account para sa malaking mayorya ng kanilang mga carbon emissions3,4 .Sa kabaligtaran, ang mga pangunahing nagpapalabas ng bansa, tulad ng China, ay may ibang-iba na mga ekonomiya at istruktura ng enerhiya, na nangangailangan ng magkakaibang mga priyoridad sa decarbonization hindi lamang sa sektoral na mga termino kundi pati na rin sa estratehikong pag-deploy ng mga umuusbong na zero-carbon na teknolohiya.

Ang mga pangunahing pagkakaiba ng profile ng carbon emissions ng China kumpara sa mga ekonomiya ng kanluran ay mas malaking bahagi ng emisyon para sa mabibigat na industriya at mas maliliit na bahagi para sa mga LDV at paggamit ng enerhiya sa mga gusali (Fig. 1).Nangunguna ang China sa mundo, sa ngayon, sa mga tuntunin ng produksyon ng semento, bakal at bakal, mga kemikal at mga materyales sa gusali, na kumukonsumo ng malaking halaga ng karbon para sa init ng industriya at produksyon ng coke.Ang mabigat na industriya ay nag-aambag ng 31% ng kasalukuyang kabuuang emisyon ng China, isang bahagi na 8% na mas mataas kaysa sa average ng mundo (23%), 17% na mas mataas kaysa sa Estados Unidos (14%) at 13% na mas mataas kaysa sa European Union (18%) (ref.5).

Nangako ang China na pataasin ang mga carbon emission nito bago ang 2030 at makamit ang carbon neutrality bago ang 2060. Ang mga pangakong ito sa klima ay nakakuha ng malawakang papuri ngunit nagtaas din ng mga tanong tungkol sa kanilang pagiging posible6 , sa bahagi dahil sa pangunahing papel ng 'hard-to-abate' (HTA) proseso sa ekonomiya ng China.Ang mga prosesong ito ay kapansin-pansing kinabibilangan ng paggamit ng enerhiya sa mabigat na industriya at heavy-duty na transportasyon na mahirap makuryente (at sa gayon ay direktang lumipat sa renewable power) at mga prosesong pang-industriya na nakadepende na ngayon sa fossil fuels para sa mga kemikal na feedstock. Nagkaroon ng ilang kamakailang pag-aaral1– 3 na nag-iimbestiga sa mga decar bonization pathway patungo sa carbon neutrality para sa pangkalahatang pagpaplano ng sistema ng enerhiya ng China ngunit may limitadong pagsusuri sa mga sektor ng HTA.Sa internasyonal, ang mga potensyal na solusyon sa pagpapagaan para sa mga sektor ng HTA ay nagsimulang makatawag pansin sa mga nakalipas na taon7–14.Ang decarbonization ng mga sektor ng HTA ay mahirap dahil mahirap silang makuryente nang buo at/o mabisa sa gastos7,8.Binigyang-diin ni Åhman na ang path dependency ay ang pangunahing problema para sa mga sektor ng HTA at ang pananaw at pangmatagalang pagpaplano para sa mga advanced na teknolohiya ay kailangan upang 'i-unlock' ang mga sektor ng HTA, lalo na ang mabibigat na industriya, mula sa fossil dependency9.Ang mga pag-aaral ay nag-explore ng mga bagong materyales at mga solusyon sa pagpapagaan na may kaugnayan sa pagkuha, paggamit at/o pag-iimbak ng carbon (CCUS) at mga negatibong teknolohiya sa paglabas (NETs)10,11.ng hindi bababa sa isang pag-aaral ay kinikilala na dapat ding isaalang-alang ang mga ito sa pangmatagalang pagpaplano11.Sa kamakailang inilabas na Sixth Assessment Report ng Intergovernmental Panel on Climate Change, ang paggamit ng 'low-emission' na hydrogen ay kinilala bilang isa sa mga pangunahing solusyon sa pagpapagaan para sa maraming sektor tungo sa pagkamit ng net-zero emissions sa hinaharap12.

Ang umiiral na literatura sa malinis na hydrogen ay higit na nakatuon sa mga opsyon sa teknolohiya ng produksyon na may mga pagsusuri sa mga gastos sa panig ng supply15.(Ang 'Clean' hydrogen sa papel na ito ay kinabibilangan ng parehong 'berde' at 'asul' na hydrogen, ang dating ginawa ng water electrolysis gamit ang renewable power, ang huli ay nagmula sa fossil fuels ngunit decarbonized sa CCUS.) Ang talakayan ng hydrogen demand ay higit na nakatuon sa ang sektor ng transportasyon sa mga mauunlad na bansa—lalo na ang mga sasakyang hydrogen fuel cell16,17.Ang mga presyon para sa decarbonization ng mga mabibigat na industriya ay nahuli kumpara sa mga para sa road trans port, na sumasalamin sa mga kumbensyonal na pagpapalagay na ang mabibigat na industriya ay
mananatiling partikular na mahirap humina hanggang sa lumitaw ang mga bagong teknolohikal na pagbabago.Ang mga pag-aaral ng malinis (lalo na berde) hydrogen ay nagpakita ng teknolohikal na kapanahunan nito at bumababang gastos17, ngunit kailangan ng karagdagang pag-aaral na tumutuon sa laki ng mga potensyal na merkado at teknolohikal na pangangailangan ng mga industriya upang mapagsamantalahan ang inaasahang paglago ng malinis na supply ng hydrogen16.Ang pag-unawa sa potensyal ng malinis na hydrogen upang isulong ang pandaigdigang carbon neutrality ay magiging likas na bias kung ang mga pagsusuri ay limitado pangunahin sa mga gastos sa produksyon nito, ang pagkonsumo nito ng mga pinapaboran na sektor lamang at ang aplikasyon nito sa mga binuo na ekonomiya. Ang umiiral na literatura sa malinis na hydrogen ay nakatuon higit sa lahat sa mga opsyon sa teknolohiya ng produksyon na may mga pagsusuri sa mga gastos sa panig ng supply15.(Ang 'Clean' hydrogen sa papel na ito ay kinabibilangan ng parehong 'berde' at 'asul' na hydrogen, ang dating ginawa ng water electrolysis gamit ang renewable power, ang huli ay nagmula sa fossil fuels ngunit decarbonized sa CCUS.) Ang talakayan ng hydrogen demand ay higit na nakatuon sa ang sektor ng transportasyon sa mga mauunlad na bansa—lalo na ang mga sasakyang hydrogen fuel cell16,17.Ang mga presyon para sa decarbonization ng mabibigat na industriya ay nahuli kumpara sa mga para sa road trans port, na sumasalamin sa mga kumbensyonal na pagpapalagay na ang mabibigat na industriya ay mananatiling partikular na mahirap humina hanggang sa lumitaw ang mga bagong teknolohikal na pagbabago.Ang mga pag-aaral ng malinis (lalo na berde) hydrogen ay nagpakita ng teknolohikal na kapanahunan nito at bumababang gastos17, ngunit kailangan ng karagdagang pag-aaral na tumutuon sa laki ng mga potensyal na merkado at teknolohikal na pangangailangan ng mga industriya upang mapagsamantalahan ang inaasahang paglago ng malinis na supply ng hydrogen16.Ang pag-unawa sa potensyal ng malinis na hydrogen upang isulong ang pandaigdigang neutralidad ng carbon ay magiging likas na bias kung ang mga pagsusuri ay limitado pangunahin sa mga gastos sa produksyon nito, ang pagkonsumo nito ng mga pinapaboran na sektor lamang at ang aplikasyon nito sa mga binuo na ekonomiya.

Ang pagsusuri ng mga pagkakataon para sa malinis na hydrogen ay nakadepende sa muling pagsusuri sa mga prospective na pangangailangan nito bilang alternatibong fuel at chemical feedstock sa buong sistema ng enerhiya at ekonomiya, kasama ang pagsasaalang-alang sa magkakaibang pambansang kalagayan.Walang ganoong komprehensibong pag-aaral hanggang ngayon sa papel ng malinis na hydrogen sa net-zero na hinaharap ng China.Ang pagpupuno sa gap ng pananaliksik na ito ay makakatulong na gumuhit ng isang mas malinaw na roadmap para sa pagbabawas ng CO2 ng China, magbibigay-daan sa pagsusuri ng pagiging posible ng mga pangako ng decarbonization nito noong 2030 at 2060 at magbigay ng patnubay para sa iba pang lumalaking umuunlad na ekonomiya na may malalaking sektor ng heavy-industrial.

12

 

Larawan 1 |Carbon emissions ng mga pangunahing bansa at analytical na mekanismo para sa hydrogen sa sistema ng enerhiya.a, ang mga carbon emission ng China noong 2019 kumpara sa United States, Europe, Japan at India, sa pamamagitan ng gasolina.Noong 2019, kinuha ng coal combustion ang pinakamalaking bahagi ng carbon emissions sa China (79.62%) at India (70.52%), at ang oil combustion ang nag-ambag ng karamihan sa carbon emissions sa United States (41.98%) at Europe (41.27%).b, ang mga carbon emission ng China noong 2019 kumpara sa United States, Europe, Japan at India, ayon sa sektor.Ang mga emisyon ay ipinapakita sa kaliwa at proporsyon sa kanan sa a at b.Ang proporsyon ng carbon emissions mula sa industriya sa China (28.10%) at India (24.75%) ay mas mataas kaysa sa United States (9.26%) at Europe (13.91%) noong 2019. c, Technical pathway na may hydrogen technologies na inilapat sa ang mga sektor ng HTA.SMR, steam methane reforming;PEM electrolysis, polymer electrolyte lamad electrolysis;Proseso ng PEC, proseso ng photoelectrochemical.
Ang pag-aaral na ito ay naglalayong sagutin ang tatlong pangunahing katanungan.Una, ano ang mga pangunahing hamon para sa decarbonization ng mga sektor ng HTA sa mga umuunlad na bansa tulad ng China, na naiiba sa mga binuo na bansa?Sapat bang epektibo ang mga kasalukuyang teknolohiya sa pagpapagaan sa mga sektor ng HTA (lalo na ang mabibigat na industriya) upang makamit ang neutralidad ng carbon ng China sa 2060?Pangalawa, ano ang mga inaasahang tungkulin para sa malinis na hydrogen bilang parehong tagadala ng enerhiya at feedstock sa mga sektor ng HTA, lalo na sa Tsina at iba pang umuunlad na bansa na nagsimulang ma-access ang inaasahang produksyon at paggamit nito?Sa wakas, batay sa dinamikong pag-optimize ng buong sys ng enerhiya ng China
tem, magiging epektibo ba sa gastos ang malawakang paggamit ng malinis na hydrogen sa mga sektor ng HTA kumpara sa ibang mga opsyon?
Dito, bumuo kami ng modelo ng pinagsama-samang sistema ng enerhiya kabilang ang parehong supply at demand sa lahat ng sektor upang suriin ang inaasahang pagiging epektibo sa gastos at mga tungkulin ng malinis na hydrogen sa buong ekonomiya ng China, na may diin sa mga hindi pa nasaliksik na sektor ng HTA (Fig. 1c).
3

Oras ng post: Mar-03-2023
Naghahanap ka ba ng higit pang impormasyon tungkol sa mga propesyonal na produkto at power solution ng DET Power?Mayroon kaming expert team na handang tumulong sa iyo palagi.Mangyaring punan ang form at makikipag-ugnayan sa iyo ang aming sales representative sa ilang sandali.