Resultaten fan 'e analyse litte sjen dat it fertrouwen op ferbettering fan enerzjy-effisjinsje kombineare mei CCUS en NET's allinich net wierskynlik in kosten-effektyf paad is foar djippe dekarbonisaasje fan' e HTA-sektors fan Sina, benammen swiere yndustry.Mear spesifyk kin wiidferspraat tapassing fan skjinne wetterstof yn HTA-sektors Sina helpe om koalstofneutraliteit kosten effektyf te berikken yn ferliking mei in senario sûnder skjinne wetterstofproduksje en gebrûk.De resultaten jouwe sterke begelieding foar Sina's HTA-dekarbonisaasjepaad en in weardefolle referinsje foar oare lannen mei ferlykbere útdagings.
Decarbonizing HTA yndustriële sektoaren mei skjinne wetterstof
Wy fiere in yntegreare minimale-kostenoptimalisaasje út fan mitigaasjepaden nei koalstofneutraliteit foar Sina yn 2060. Fjouwer modelle-senario's binne definiearre yn Tabel 1: business as usual (BAU), Sina's nasjonaal fêststelde bydragen ûnder de Parys-oerienkomst (NDC), net- nul útstjit mei gjin wetterstof applikaasjes (ZERO-NH) en netto-nul útstjit mei skjinne wetterstof (ZERO-H).HTA-sektors yn dizze stúdzje omfetsje yndustriële produksje fan semint, izer en stiel en wichtige gemikaliën (ynklusyf ammoniak, soda en caustic soda) en swier ferfier, ynklusyf frachtweinen en binnenlânske skipfeart.Folsleine details wurde jûn yn 'e seksje Metoaden en oanfoljende notysjes 1-5.Wat de izer- en stielsektor oanbelanget, is it dominante oandiel fan besteande produksje yn Sina (89,6%) troch it basale soerstof-hoogovenproses, in wichtige útdaging foar djippe dekarbonisaasje fan dit
yndustry.It proses fan elektryske bôgeofen befette mar 10,4% fan 'e totale produksje yn Sina yn 2019, wat 17,5% minder is dan it wrâldgemiddelde oandiel en 59,3% minder dan dat foar de Feriene Steaten18.Wy analysearre 60 kaai steelmaking útstjit mitigation technologyen yn it model en klassifisearre se yn seis kategoryen (figuer 2a): ferbettering fan materiaal effisjinsje, avansearre technology prestaasjes, elektrifikaasje, CCUS, griene wetterstof en blauwe wetterstof (oanfoljende tabel 1).It fergelykjen fan de systeemkostenoptimisaasjes fan ZERO-H mei NDC- en ZERO-NH-senario's lit sjen dat it opnimmen fan skjinne wetterstofopsjes oanmerklike koalstofreduksje soe opleverje fanwegen ynfiering fan wetterstof-direkte reduksje fan izer (hydrogen-DRI) prosessen.Tink derom dat wetterstof net allinich kin tsjinje as enerzjyboarne yn stielen, mar ek as in koalstofbeheinende reduksjemiddel op in oanfoljende basis yn it Blast Furnance-Basic Oxygen Furnance (BF-BOF) proses en 100% yn 'e wetterstof-DRI-rûte.Under ZERO-H, it oandiel fan BF-BOF soe wurde fermindere ta 34% yn 2060, mei 45% elektryske arc furnace en 21% wetterstof-DRI, en skjinne wetterstof soe leverje 29% fan totale finale enerzjy fraach yn 'e sektor.Mei de netpriis foar sinne- en wynenerzjy ferwachteôfnimme nei US$38-40MWh-1 yn 205019, de kosten fan griene wetterstof
sil ek ôfnimme, en de 100% wetterstof-DRI rûte kin spylje in wichtiger rol as earder erkend.Oangeande semintproduksje omfettet it model 47 wichtige mitigaasjetechnologyen oer de produksjeprosessen yndield yn seis kategoryen (oanfoljende tabellen 2 en 3): enerzjy-effisjinsje, alternative brânstoffen, it ferminderjen fan de klinker-to-sement-ferhâlding, CCUS, griene wetterstof en blauwe wetterstof ( Fig. 2b).Resultaten litte sjen dat ferbettere technologyen foar enerzjy-effisjinsje allinich 8-10% fan 'e totale CO2-útstjit yn' e sementsektor kinne ferminderje, en technologyen foar ôffalwaarmte-kogeneraasje en oxy-brânstof sille beheind mitigaasje-effekt hawwe (4-8%).Technologien om de klinker-to-sement-ferhâlding te ferleegjen kinne relatyf hege koalstofmitigaasje opleverje (50-70%), benammen ynklusyf dekarbonisearre grûnstoffen foar klinkerproduksje mei help fan granulearre heechofenslag, hoewol kritisy freegje oft it resultearjende semint syn essensjele kwaliteiten sil behâlde.Mar aktuele resultaten jouwe oan dat it brûken fan wetterstof tegearre mei CCUS de semintsektor kin helpe by it berikken fan hast nul CO2-emisjes yn 2060.
Yn it ZERO-H-senario komme 20 wetterstof-basearre technologyen (fan 'e 47 mitigaasjetechnologyen) yn it spul yn' e semintproduksje.Wy fine dat de gemiddelde koalstofbesparringkosten fan wetterstoftechnologyen leger binne as typyske CCUS- en brânstofwikselingsbenaderingen (figuer 2b).Fierder wurdt ferwachte dat griene wetterstof nei 2030 goedkeaper sil wêze as blauwe wetterstof, lykas hjirûnder yn detail besprutsen, op sawat US $ 0.7-US $ 1.6 kg-1 H2 (ref. 20), wêrtroch signifikante CO2-reduksjes yn 'e levering fan yndustriële waarmte yn semint meitsje .Aktuele resultaten litte sjen dat it 89-95% fan 'e CO2 kin ferminderje fan it ferwaarmingsproses yn' e yndustry fan Sina (Fig. 2b, technologyen)
28–47), wat oerienkomt mei de skatting fan de Hydrogen Council fan 84–92% (ferw. 21).Clinker proses útstjit fan CO2 moatte wurde fermindere troch CCUS yn sawol ZERO-H en ZERO-NH.Wy simulearje ek it gebrûk fan wetterstof as feedstock by de produksje fan ammoniak, metaan, methanol en oare gemikaliën neamd yn 'e modelbeskriuwing.Yn it ZERO-H senario sil gas-basearre ammoniakproduksje mei wetterstofwaarmte in 20% oandiel fan 'e totale produksje yn 2060 krije (figuer 3 en oanfoljende tabel 4).It model omfettet fjouwer soarten methanolproduksjetechnologyen: stienkoal nei methanol (CTM), koksgas nei methanol (CGTM), ierdgas nei methanol (NTM) en CGTM/NTM mei wetterstofwaarmte.Yn it ZERO-H senario kin CGTM / NTM mei wetterstofwaarmte in 21% produksjediel yn 2060 berikke (figuer 3).Chemicals binne ek potinsjele enerzjydragers fan wetterstof.Op grûn fan ús yntegreare analyze kin wetterstof yn 2060 17% fan it definitive enerzjyferbrûk foar waarmtefoarsjenning yn de gemyske yndustry útmeitsje. Neist bioenergy (18%) en elektrisiteit (32%) hat wetterstof in grutte rol te spyljen yn 
decarbonization fan Sina syn HTA gemyske yndustry (figuer 4a).
Fig. 2 |Potinsjeel foar koalstofmitigaasje en ferminderingskosten fan wichtige mitigaasjetechnologyen.a, Seis kategoryen fan 60 key steelmaking emissies mitigation technologyen.b, Seis kategoryen fan 47 wichtige technologyen foar mitigaasje fan semintútstjit.De technologyen wurde neamd troch nûmer, mei oerienkommende definysjes opnommen yn Oanfoljende Tabel 1 foar a en Oanfoljende Tabel 2 foar b.De technology reewilligensnivo's (TRL's) fan elke technology binne markearre: TRL3, konsept;TRL4, lyts prototype;TRL5, grut prototype;TRL6, folslein prototype op skaal;TRL7, pre-kommersjele demonstraasje;TRL8, demonstraasje;TRL10, iere fêststelling;TRL11, folwoeksen.
Dekarbonisearjen fan HTA-ferfiermodi mei skjinne wetterstof Op grûn fan 'e modelle-resultaten hat wetterstof ek in grut potensjeel om de ferfiersektor fan Sina te dekarbonisearjen, hoewol it tiid sil duorje.Neist LDV's omfetsje oare ferfiermodi analysearre yn it model floatbussen, frachtweinen (ljocht / lyts / medium / swier), binnenlânske skipfeart en spoarwegen, dy't de measte ferfier yn Sina dekke.Foar LDV's sjogge elektryske auto's yn 'e takomst kosten kompetitive te bliuwen.Yn ZERO-H, hydrogen fuel cell (HFC) penetraasje fan de LDV merk sil berikke mar 5% yn 2060 (figuer 3).Foar floatbussen sille HFC-bussen lykwols mear kosten kompetitive wêze as elektryske alternativen yn 2045 en omfetsje 61% fan 'e totale float yn 2060 yn it ZERO-H-senario, mei de rest elektrysk (figuer 3).Wat frachtweinen oanbelanget, ferskille de resultaten ôfhinklik fan de lading.Elektryske oandriuwing sil mear as de helte fan 'e totale float fan ljochte frachtweinen troch 2035 yn ZERO-NH ride.Mar yn ZERO-H sille HFC-ljochte frachtweinen yn 2035 konkurrearjender wêze dan elektryske lichte frachtweinen en omfetsje 53% fan 'e merk troch 2060. Oangeande swiere frachtweinen soene HFC-swiere frachtweinen 66% fan 'e merk yn 2060 yn it ZERO-H senario.Diesel / bio-diesel / CNG (komprimearre ierdgas) HDVs (heavy-duty vehicles) sil quit de merk nei 2050 yn sawol ZERO-NH en ZERO-H senario's (fig. 3).HFC-auto's hawwe in ekstra foardiel boppe elektryske auto's yn har bettere prestaasjes yn kâlde omstannichheden, wichtich yn noardlik en westlik Sina.Beyond dykferfier toant it model wiidferspraat oannimmen fan wetterstoftechnologyen yn skipfeart yn it ZERO-H-senario.De binnenlânske skipfeart fan Sina is heul enerzjy-yntinsyf en in foaral drege útdaging foar dekarbonisaasje.Skjin wetterstof, benammen as in
feedstock foar ammoniak, jout in opsje foar skipfeart decarbonization.De minste-kosten oplossing yn it ZERO-H senario resultearret yn 65% penetraasje fan ammoniak-brânstof en 12% fan wetterstof-fueled skippen yn 2060 (Fig. 3).Yn dit senario sil wetterstof gemiddeld 56% fan 'e definitive enerzjyferbrûk fan' e hiele ferfiersektor yn 2060 ferantwurdzje. Wy hawwe ek wetterstofgebrûk yn wenferwaarming modeleare (oanfoljende notysje 6), mar it oannimmen is negligible en dit papier rjochtet him op wetterstofgebrûk yn HTA-yndustry en swier ferfier.Kosten besparring fan koalstofneutraliteit mei help fan skjinne wetterstof Sina koalstofneutrale takomst sil wurde karakterisearre troch duorsume enerzjy dominânsje, mei in útfasering fan stienkoal yn syn primêre enerzjyferbrûk (figuer 4).Net-fossyle brânstoffen foarmje 88% fan 'e primêre enerzjymix yn 2050 en 93% yn 2060 ûnder ZERO-H. Wind en sinne sille de helte fan it primêre enerzjyferbrûk leverje yn 2060. Gemiddeld, lanlik, it skjinne wetterstofoanpart fan 'e totale definitive enerzjy konsumpsje (TFEC) koe berikke 13% yn 2060. Sjoen regionale heterogeniteit fan produksjekapasiteiten yn wichtige yndustry per regio (oanfoljende tabel 7), binne d'r tsien provinsjes mei wetterstofoandielen fan TFEC heger as it lanlik gemiddelde, ynklusyf Binnen Mongoalje, Fujian, Shandong en Guangdong, dreaun troch rike sinne- en onshore en offshore wynboarnen en / of meardere yndustriële easken foar wetterstof.Yn it ZERO-NH-senario soene de kumulative ynvestearringskosten om koalstofneutraliteit oant 2060 te berikken $ 20,63 trillion wêze, of 1,58% fan it aggregearre bruto binnenlânsk produkt (BBP) foar 2020–2060.De gemiddelde ekstra ynvestearring op jierbasis soe sawat US $ 516 miljard per jier wêze.Dit resultaat is yn oerienstimming mei Sina's $ 15 trillion mitigaasjeplan oant 2050, in gemiddelde jierlikse nije ynvestearring fan US $ 500 miljard (ref. 22).It yntrodusearjen fan skjinne wetterstofopsjes yn it enerzjysysteem fan Sina en yndustriële feedstocks yn it ZERO-H-senario resulteart lykwols yn in signifikant legere kumulative ynvestearring fan US $ 18.91 trillion troch 2060 en de jierlikseynvestearring soe yn 2060 werombrocht wurde ta minder dan 1% fan BBP (Fig.4).Oangeande de HTA sektoaren, de jierlikse ynvestearrings kosten yn dysektoaren soe wêze om US $ 392 miljard per jier yn de ZERO-NHsenario, dat is yn oerienstimming mei de projeksje fan de EnerzjyTransition Commission (US $ 400 miljard) (ref. 23).Lykwols, as skjin
wetterstof is opnaam yn it enerzjysysteem en gemyske feedstocks, it ZERO-H-senario jout oan dat de jierlikse ynvestearringskosten yn HTA-sektors kinne wurde fermindere nei US $ 359 miljard, benammen troch it ferminderjen fan it fertrouwen op djoere CCUS of NET's.Us resultaten suggerearje dat it gebrûk fan skjinne wetterstof US $ 1,72 trillion yn ynvestearringskosten kin besparje en in ferlies fan 0,13% yn it aggregaat BBP (2020–2060) foarkomme yn ferliking mei in paad sûnder wetterstof oant 2060.
Fig. 3 |Technologypenetraasje yn typyske HTA-sektoren.Resultaten ûnder BAU, NDC, ZERO-NH en ZERO-H senario's (2020–2060).Yn elk mylpealjier wurdt de spesifike technologypenetraasje yn ferskate sektoaren werjûn troch de kleurde balken, wêrby't elke balke in persintaazje penetraasje is oant 100% (foar in folslein skaad rooster).De technologyen wurde fierder klassifisearre troch ferskate soarten (werjûn yn 'e leginden).CNG, komprimearre ierdgas;LPG, floeiber petroleumgas;LNG, floeiber ierdgas;w/wo, mei of sûnder;EAF, elektryske arc furnace;NSP, nije ophinging preheater droech proses;WHR, ôffalwaarmtewinning.
Post tiid: Mar-13-2023
