Tha toraidhean an sgrùdaidh a’ sealltainn nach eil e coltach gum bi earbsa ann an leasachadh èifeachdas lùtha còmhla ri CCUS agus NETs a-mhàin na shlighe cosg-èifeachdach airson dì-charbonachadh domhainn ann an roinnean HTA ann an Sìona, gu sònraichte gnìomhachasan troma.Gu sònraichte, faodaidh cleachdadh farsaing de hydrogen glan ann an roinnean HTA Sìona a chuideachadh le bhith a’ coileanadh cosgais carbon neodrach gu h-èifeachdach an taca ri suidheachadh às aonais cinneasachadh agus cleachdadh haidridean glan.Tha na toraidhean a’ toirt seachad stiùireadh làidir airson slighe dì-armachadh HTA ann an Sìona agus iomradh luachmhor airson dùthchannan eile aig a bheil dùbhlain coltach ris.
A’ dì-charbonachadh roinnean gnìomhachais HTA le hydrogen glan
Bidh sinn a’ dèanamh optimization amalaichte aig a’ chosgais as ìsle de shlighean lasachaidh gu neo-eisimeileachd gualain airson Sìona ann an 2060. Tha ceithir suidheachaidhean modaladh air am mìneachadh ann an Clàr 1: gnìomhachas mar as àbhaist (BAU), Tabhartasan Co-dhùnaidh Nàiseanta Shìona fo Aonta Paris (NDC), lìon sgaoilidhean neoni le tagraidhean neo-hydrogen (ZERO-NH) agus sgaoilidhean lom-neoni le hydrogen glan (ZERO-H).Tha roinnean HTA san sgrùdadh seo a’ toirt a-steach cinneasachadh tionnsgalach de saimeant, iarann is stàilinn agus prìomh cheimigean (a’ toirt a-steach ammonia, soda agus soda caustic) agus còmhdhail trom-dhleastanas, a’ toirt a-steach trucadh agus luingearachd dachaigheil.Tha làn fhiosrachadh air a thoirt seachad anns an earrann Dòighean agus Notaichean Leasachail 1–5.A thaobh na roinne iarainn is stàilinn, tha a’ phrìomh roinn de chinneasachadh a th’ ann an-dràsta ann an Sìona (89.6%) leis a’ phròiseas fùirneis ocsaidean-spreadhaidh bunaiteach, na phrìomh dhùbhlan airson dì-charbonachadh domhainn.
gnìomhachas.Cha robh am pròiseas fùirneis arc dealain a’ toirt a-steach ach 10.4% de chinneasachadh iomlan ann an Sìona ann an 2019, a tha 17.5% nas lugha na cuibhreann cuibheasach na cruinne agus 59.3% nas lugha na sin airson na Stàitean Aonaichte18.Rinn sinn mion-sgrùdadh air 60 prìomh theicneòlasan lasachaidh sgaoilidhean dèanamh stàilinn anns a’ mhodail agus roinn sinn iad ann an sia roinnean (Fig. 2a): leasachadh èifeachdas stuthan, coileanadh teicneòlas adhartach, dealanachadh, CCUS, hydrogen uaine agus haidridean gorm (Clàr Leasachail 1).Le bhith a’ dèanamh coimeas eadar optimizations cosgais an t-siostaim de ZERO-H le suidheachaidhean NDC agus ZERO-NH a’ sealltainn gun toireadh gabhail a-steach roghainnean glan hydrogen lùghdachadh mòr gualain mar thoradh air pròiseasan lughdachadh haidridean-dìreach de iarann (hydrogen-DRI) a thoirt a-steach.Thoir an aire gum faod hydrogen a bhith chan ann a-mhàin mar stòr lùtha ann an dèanamh stàilinn ach cuideachd mar àidseant lughdachaidh gualain air stèidh leasachail ann am pròiseas Fùirneis Ocsaidean Bunasach Fùirneis Sèididh (BF-BOF) agus 100% anns an t-slighe hydrogen-DRI.Fo ZERO-H, bhiodh an roinn de BF-BOF air a lughdachadh gu 34% ann an 2060, le 45% fùirneis arc dealain agus 21% hydrogen-DRI, agus bheireadh hydrogen glan 29% den iarrtas lùth deireannach iomlan san roinn.Le dùil ri prìs clèithe airson cumhachd grèine is gaoithecrìonadh gu US$38–40MWh−1 ann an 205019, cosgais hydrogen uaine
crìonaidh cuideachd, agus dh’ fhaodadh gum bi àite nas cudromaiche aig an t-slighe 100% hydrogen-DRI na chaidh aithneachadh roimhe.A thaobh cinneasachadh saimeant, tha am modail a’ toirt a-steach 47 prìomh theicneòlasan lasachaidh thar nam pròiseasan toraidh air an seòrsachadh ann an sia roinnean (Clàran Leasachail 2 agus 3): èifeachdas lùtha, connadh eile, a’ lughdachadh a’ cho-mheas clinker-gu-cement, CCUS, haidridean uaine agus hydrogen gorm ( Fig. 2b).Tha toraidhean a’ sealltainn nach urrainn do theicneòlasan èifeachdais lùtha leasaichte ach 8-10% de na sgaoilidhean CO2 iomlan a lughdachadh anns an roinn saimeant, agus bidh buaidh lasachaidh cuibhrichte (4-8%) aig teicneòlasan teas sgudail agus connadh oxy.Faodaidh teicneòlasan gus an co-mheas clinker-gu-cement a lughdachadh lasachadh gualain gu ìre mhath àrd (50-70%) a thoirt gu buil, gu h-àraidh a’ toirt a-steach stuthan amh dì-charbonichte airson cinneasachadh clinker a’ cleachdadh slag fùirneis-sèididh gràinealaichte, ged a tha luchd-breithneachaidh a’ ceasnachadh an cùm an saimeant a thig às na feartan riatanach aige.Ach tha na toraidhean a th’ ann an-dràsta a’ nochdadh gum faodadh cleachdadh haidridean còmhla ri CCUS an roinn saimeant a chuideachadh gus sgaoilidhean CO2 faisg air neoni a choileanadh ann an 2060.
Ann an suidheachadh ZERO-H, bidh 20 teicneòlas stèidhichte air hydrogen (a-mach às na 47 teicneòlasan lasachaidh) a’ tighinn a-steach ann an cinneasachadh saimeant.Tha sinn a’ faighinn a-mach gu bheil cosgais lasachaidh gualain cuibheasach theicneòlasan hydrogen nas ìsle na dòighean àbhaisteach CCUS agus atharrachadh connaidh (Fig. 2b).A bharrachd air an sin, thathar an dùil gum bi hydrogen uaine nas saoire na hydrogen gorm às deidh 2030 mar a chaidh a dheasbad gu mionaideach gu h-ìosal, aig timcheall air US $ 0.7-US $ 1.6 kg - 1 H2 (ref. 20), a’ toirt lùghdachaidhean mòra CO2 ann an solar teas gnìomhachais ann an dèanamh saimeant. .Tha toraidhean làithreach a’ sealltainn gun urrainn dha lùghdachadh 89–95% den CO2 bhon phròiseas teasachaidh ann an gnìomhachas Shìona (Fig. 2b, teicneòlasan).
28–47), a tha co-chòrdail ri tuairmse na Comhairle Hydrogen de 84–92% (faic 21).Feumaidh CCUS stad a chuir air sgaoilidhean pròiseas clinker de CO2 ann an ZERO-H agus ZERO-NH.Bidh sinn cuideachd a’ dèanamh atharrais air cleachdadh haidridean mar stòras beathachaidh ann an cinneasachadh ammonia, meatan, methanol agus ceimigean eile a tha air an liostadh ann an tuairisgeul a’ mhodail.Ann an suidheachadh ZERO-H, gheibh cinneasachadh ammonia stèidhichte air gas le teas hydrogen cuibhreann 20% den toradh iomlan ann an 2060 (Fig. 3 agus Clàr Leasachail 4).Tha am modail a’ toirt a-steach ceithir seòrsaichean de theicneòlasan cinneasachaidh methanol: gual gu methanol (CTM), gas còc gu methanol (CGTM), gas nàdarrach gu methanol (NTM) agus CGTM / NTM le teas hydrogen.Ann an suidheachadh ZERO-H, faodaidh CGTM/NTM le teas haidridean cuibhreann toraidh 21% a choileanadh ann an 2060 (Fig. 3).Tha ceimigean cuideachd nan luchd-giùlan lùth de hydrogen.A rèir ar mion-sgrùdadh amalaichte, faodaidh hydrogen a bhith a’ dèanamh suas 17% den chaitheamh lùtha deireannach airson solar teas anns a’ ghnìomhachas cheimigeach ro 2060. Còmhla ri bith-lùth (18%) agus dealan (32%), tha prìomh àite aig hydrogen ann an 
dì-charbonachadh gnìomhachas ceimigeach HTA ann an Sìona (Fig. 4a).
Fig. 2 |Comas lasachaidh gualain agus cosgaisean lasachaidh prìomh theicneòlasan lasachaidh.a, Sia roinnean de 60 prìomh theicneòlasan lasachaidh sgaoilidhean dèanamh stàilinn.b, Sia roinnean de 47 prìomh theicneòlasan lasachaidh sgaoilidhean saimeant.Tha na teicneòlasan air an liostadh a rèir àireamh, le mìneachaidhean co-fhreagarrach ann an Clàr Leasachail 1 airson a agus Clàr Leasachail 2 airson b.Tha ìrean ullachaidh teicneòlais (TRLs) de gach teicneòlas air an comharrachadh: TRL3, bun-bheachd;TRL4, prototype beag;TRL5, prototype mòr;TRL6, làn prototype aig sgèile;TRL7, taisbeanadh ro-mhalairteach;TRL8, taisbeanadh;TRL10, gabhail tràth;TRL11, aibidh.
A’ dì-charbonachadh modhan còmhdhail HTA le hydrogen glan A rèir toraidhean a’ mhodail, tha comas mòr aig hydrogen cuideachd roinn còmhdhail Shìona a dhì-charbonachadh, ged a bheir e ùine.A bharrachd air LDVn, tha modhan còmhdhail eile a chaidh a sgrùdadh sa mhodail a’ toirt a-steach busaichean cabhlach, làraidhean (aotrom / beag / meadhanach / trom), luingearachd dachaigheil agus rathaidean-iarainn, a’ còmhdach a’ mhòr-chuid de chòmhdhail ann an Sìona.Airson LDVn, bidh carbadan dealain a’ coimhead ri bhith farpaiseach a thaobh cosgais san àm ri teachd.Ann an ZERO-H, cha ruig dol a-steach cealla connaidh haidridean (HFC) den mhargaidh LDV ach 5% ann an 2060 (Fig. 3).Airson busaichean cabhlach, ge-tà, bidh busaichean HFC nas fharpaiseach a thaobh cosgais na roghainnean dealain eile ann an 2045 agus bidh iad a’ dèanamh suas 61% den chabhlach iomlan ann an 2060 ann an suidheachadh ZERO-H, leis a’ chòrr dealain (Fig. 3).A thaobh làraidhean, bidh na toraidhean ag atharrachadh a rèir ìre luchdan.Bidh gluasad dealain a ’draibheadh còrr air leth den chabhlach làraidh dleastanais aotrom iomlan ro 2035 ann an ZERO-NH.Ach ann an ZERO-H, bidh làraidhean dleastanais HFC nas fharpaiseach na làraidhean dleastanais aotrom dealain ro 2035 agus a’ dèanamh suas 53% den mhargaidh ro 2060. A thaobh làraidhean trom-dhleastanais, ruigeadh làraidhean trom-dhleastanas HFC 66% den margaidh ann an 2060 ann an suidheachadh ZERO-H.Fàgaidh HDVan diesel/bith-dìosail/CNG (gas nàdurrach teannaichte) (carbadan trom-dhleastanas) a’ mhargaidh às deidh 2050 ann an suidheachaidhean ZERO-NH agus ZERO-H (Fig. 3).Tha buannachd a bharrachd aig carbadan HFC thairis air carbadan dealain nan coileanadh nas fheàrr ann an suidheachaidhean fuar, a tha cudromach ann an ceann a tuath agus taobh an iar Shìona.Seachad air còmhdhail rathaid, tha am modail a’ sealltainn gabhail farsaing ri teicneòlasan hydrogen ann an luingearachd ann an suidheachadh ZERO-H.Tha luingearachd dachaigheil Shìona gu math dian air lùth agus na dhùbhlan dì-armachadh gu sònraichte duilich.Hydrogen glan, gu sònraichte mar a
stoc beathachaidh airson ammonia, a’ toirt seachad roghainn airson dì-charbonachadh a chuir air falbh.Tha am fuasgladh cosgais as ìsle ann an suidheachadh ZERO-H a’ leantainn gu dol a-steach 65% de shoithichean le connadh ammonia agus 12% de shoithichean le connadh hydrogen ann an 2060 (Fig. 3).Anns an t-suidheachadh seo, bidh haidridean a’ dèanamh suas cuibheas de 56% de chaitheamh lùtha deireannach na roinne còmhdhail gu lèir ann an 2060. Mhìnich sinn cuideachd cleachdadh hydrogen ann an teasachadh còmhnaidh (Nota Leasachail 6), ach chan eil mòran gabhail ris agus tha am pàipear seo a’ cuimseachadh air cleachdadh hydrogen ann an gnìomhachasan HTA agus còmhdhail trom-dhleastanas.Sàbhalaidhean cosgais an lùib neodalachd gualain a' cleachdadh haidridean glan Bidh an t-àm ri teachd gualain-neodrach ann an Sìona air a chomharrachadh le ceannas lùth ath-nuadhachaidh, le bhith a' toirt a-mach gual anns a' phrìomh chaitheamh lùtha aige (Fig. 4).Tha connadh neo-fosail a’ dèanamh suas 88% den phrìomh mheasgachadh lùtha ann an 2050 agus 93% ann an 2060 fo ZERO-H.Wind agus solar a’ toirt seachad leth den phrìomh chaitheamh lùtha ann an 2060. Gu cuibheasach, gu nàiseanta, bidh an cuibhreann glan de hydrogen den lùth deireannach iomlan. dh’ fhaodadh caitheamh (TFEC) ruighinn 13% ann an 2060. A’ beachdachadh air iomadachd roinneil de chomas cinneasachaidh ann am prìomh ghnìomhachasan a rèir sgìre (Clàr Leasachail 7), tha deich sgìrean ann le earrannan hydrogen de TFEC nas àirde na a’ chuibheasachd nàiseanta, nam measg Mongolia a-staigh, Fujian, Shandong agus Guangdong, air a stiùireadh le stòrasan grèine beairteach agus goireasan gaoithe air tìr agus aig muir agus/no ioma-iarrtasan gnìomhachais airson hydrogen.Ann an suidheachadh ZERO-NH, b’ e a’ chosgais tasgaidh tionalach gus neodalachd gualain a choileanadh suas gu 2060 $20.63 trillean, no 1.58% den làn-thoradh dachaigheil (GDP) airson 2020–2060.Bhiodh an tasgadh cuibheasach a bharrachd gach bliadhna timcheall air US $ 516 billean gach bliadhna.Tha an toradh seo co-chòrdail ri plana lasachaidh $ 15 trillean ann an Sìona suas gu 2050, tasgadh cuibheasach bliadhnail ùr de US $ 500 billean (faisg. 22).Ach, le bhith a’ toirt a-steach roghainnean haidridean glan a-steach do shiostam lùtha Shìona agus stocan gnìomhachais ann an suidheachadh ZERO-H thig tasgadh tionalach gu math nas ìsle de US $ 18.91 trillean ro 2060 agus an tasgadh bliadhnail.bhiodh tasgadh air a lughdachadh gu nas lugha na 1% de GDP ann an 2060 (Fig.4).A thaobh nan roinnean HTA, tha a’ chosgais tasgaidh bliadhnail anns an fheadhainn sinBhiodh roinnean timcheall air US $ 392 billean gach bliadhna anns an ZERO-NHsuidheachadh, a tha co-chòrdail ri ro-mheasadh an LùthCoimisean Eadar-ghluasaid (US$400 billean) (faic 23).Ge-tà, ma tha e glan
Tha hydrogen air a thoirt a-steach don t-siostam lùtha agus stuthan ceimigeach ceimigeach, tha suidheachadh ZERO-H a’ nochdadh gum faodadh cosgais tasgaidh bliadhnail ann an roinnean HTA a bhith air a lughdachadh gu US $ 359 billean, gu sònraichte le bhith a’ lughdachadh earbsa ann an CCUS no NETan cosgail.Tha na co-dhùnaidhean againn a’ moladh gum faod cleachdadh hydrogen glan US$1.72 trillean a shàbhaladh ann an cosgais tasgaidh agus call 0.13% a sheachnadh anns an GDP iomlan (2020–2060) an coimeas ri slighe gun hydrogen suas gu 2060.
Fig. 3 |Dol a-steach teicneòlais ann an roinnean àbhaisteach HTA.Toraidhean fo shuidheachaidhean BAU, NDC, ZERO-NH agus ZERO-H (2020–2060).Anns gach bliadhna clach-mhìle, tha an dol-a-steach teicneòlas sònraichte ann an diofar roinnean air a shealltainn leis na bàraichean dathte, far a bheil gach bàr mar àireamh sa cheud de dhol a-steach suas gu 100% (airson uachdaran làn sgàil).Tha na teicneòlasan air an seòrsachadh a rèir diofar sheòrsachan (air an sealltainn anns na h-uirsgeulan).CNG, gas nàdarrach teann;LPG, gas petroleum leaghaidh;LNG, gas nàdarrach leaghan;w/wo, le no às aonais;EAF, fùirneis arc dealain;NSP, pròiseas tioram preheater crochaidh ùr;WHR, ath-bheothachadh teas sgudail.
Ùine puist: Mar-13-2023
