Awọn abajade ti itupalẹ fihan pe igbẹkẹle si ilọsiwaju ti ṣiṣe agbara ni idapo pẹlu CCUS ati NETs nikan ko ṣee ṣe lati jẹ ọna ti o munadoko-owo fun isọdọtun jinlẹ ti awọn apa HTA ti China, paapaa awọn ile-iṣẹ eru.Ni pataki diẹ sii, ohun elo ibigbogbo ti hydrogen mimọ ni awọn apa HTA le ṣe iranlọwọ China lati ṣaṣeyọri idiyele didoju erogba ni imunadoko pẹlu oju iṣẹlẹ kan laisi iṣelọpọ hydrogen mimọ ati lilo.Awọn abajade n pese itọnisọna to lagbara fun ipa ọna decarbonization HTA ti China ati itọkasi ti o niyelori fun awọn orilẹ-ede miiran ti nkọju si awọn italaya kanna.
Decarbonizing HTA ise apa pẹlu mọ hydrogen
A ṣe iṣapeye ti o kere julọ ti o kere ju ti awọn ipa ọna idinku si didoju erogba fun China ni ọdun 2060. Awọn oju iṣẹlẹ awoṣe mẹrin ti wa ni asọye ni tabili 1: iṣowo bi igbagbogbo (BAU), Awọn ipinfunni ipinnu ti Orilẹ-ede China labẹ Adehun Paris (NDC), net- awọn itujade odo pẹlu awọn ohun elo ti ko si-hydrogen (ZERO-NH) ati awọn itujade net-odo pẹlu hydrogen mimọ (ZERO-H).Awọn apa HTA ninu iwadi yii pẹlu iṣelọpọ ile-iṣẹ ti simenti, irin ati irin ati awọn kemikali bọtini (pẹlu amonia, omi onisuga ati omi onisuga caustic) ati irinna ẹru, pẹlu gbigbe ọkọ ati gbigbe ile.Awọn alaye ni kikun ti pese ni apakan Awọn ọna ati Awọn akọsilẹ Afikun 1–5.Nipa eka irin ati irin, ipin ti o ga julọ ti iṣelọpọ ti o wa tẹlẹ ni Ilu China (89.6%) jẹ nipasẹ ilana ileru atẹgun atẹgun ipilẹ, ipenija bọtini fun decarbonization jinlẹ ti eyi
ile ise.Ilana ileru ina mọnamọna ni 10.4% ti iṣelọpọ lapapọ ni Ilu China ni ọdun 2019, eyiti o jẹ 17.5% kere si ipin apapọ agbaye ati 59.3% kere si iyẹn fun United States18.A ṣe atupale awọn imọ-ẹrọ idinku awọn itujade bọtini 60 ti irin ni awoṣe ati pin wọn si awọn ẹka mẹfa (Fig. 2a): ilọsiwaju ti ṣiṣe ohun elo, iṣẹ ṣiṣe imọ-ẹrọ to ti ni ilọsiwaju, itanna, CCUS, hydrogen alawọ ewe ati hydrogen buluu (Tabili 1 Afikun).Ifiwera awọn iṣapeye iye owo eto ti ZERO-H pẹlu NDC ati awọn oju iṣẹlẹ ZERO-NH fihan pe ifisi awọn aṣayan hydrogen mimọ yoo mu idinku erogba ti o ṣe akiyesi nitori ifihan idinku hydrogen-taara ti irin (hydrogen-DRI) awọn ilana.Ṣe akiyesi pe hydrogen le ṣe iranṣẹ kii ṣe orisun orisun agbara nikan ni iṣelọpọ irin ṣugbọn tun bi aṣoju idinku carbon-abating lori ipilẹ afikun ni ilana Blast Furnance-Basic Oxygen Furnance (BF-BOF) ati 100% ni ipa ọna hydrogen-DRI.Labẹ ZERO-H, ipin ti BF-BOF yoo dinku si 34% ni 2060, pẹlu 45% ina arc ileru ati 21% hydrogen-DRI, ati hydrogen mimọ yoo pese 29% ti lapapọ ibeere agbara ikẹhin ni eka naa.Pẹlu idiyele akoj fun oorun ati agbara afẹfẹ ti a nireti latikọ silẹ si US$38–40MWh-1 ni ọdun 205019, idiyele hydrogen alawọ ewe
yoo tun kọ silẹ, ati ọna 100% hydrogen-DRI le ṣe ipa pataki ju ti a ti mọ tẹlẹ.Nipa iṣelọpọ simenti, awoṣe pẹlu awọn imọ-ẹrọ idinku bọtini bọtini 47 kọja awọn ilana iṣelọpọ ti a pin si awọn ẹka mẹfa (Awọn tabili afikun 2 ati 3): ṣiṣe agbara, awọn epo omiiran, idinku ipin clinker-si-cement, CCUS, hydrogen alawọ ewe ati hydrogen buluu ( aworan 2b).Awọn abajade fihan pe awọn imọ-ẹrọ imudara agbara ti o ni ilọsiwaju le dinku nikan 8-10% ti lapapọ awọn itujade CO2 ni eka simenti, ati isọdọkan igbona egbin ati awọn imọ-ẹrọ epo-epo yoo ni ipa idinku opin (4-8%).Awọn imọ-ẹrọ lati dinku ipin clinker-si-cementi le ṣe agbejade idinku erogba giga ti o ga julọ (50–70%), ni pataki pẹlu awọn ohun elo aise decarbonized fun iṣelọpọ clinker nipa lilo slag ileru bugbamu granulated, botilẹjẹpe awọn alariwisi beere boya simenti abajade yoo da awọn agbara pataki rẹ duro.Ṣugbọn awọn abajade lọwọlọwọ fihan pe lilo hydrogen papọ pẹlu CCUS le ṣe iranlọwọ fun eka simenti lati ṣaṣeyọri isunmọ-odo CO2 itujade ni ọdun 2060.
Ninu oju iṣẹlẹ ZERO-H, awọn imọ-ẹrọ orisun hydrogen 20 (lati inu awọn imọ-ẹrọ idinku 47) wa sinu ere ni iṣelọpọ simenti.A rii pe apapọ iye owo abatement erogba ti awọn imọ-ẹrọ hydrogen kere ju CCUS aṣoju ati awọn isunmọ iyipada epo (Fig. 2b).Pẹlupẹlu, hydrogen alawọ ewe ni a nireti lati din owo ju hydrogen buluu lẹhin 2030 bi a ti jiroro ni awọn alaye ni isalẹ, ni ayika US $ 0.7 – US $ 1.6 kg-1 H2 (itọkasi. 20), mu awọn idinku CO2 pataki ninu ipese ooru ile-iṣẹ ni ṣiṣe simenti. .Awọn abajade lọwọlọwọ fihan pe o le dinku 89-95% ti CO2 lati ilana alapapo ni ile-iṣẹ China (Fig. 2b, awọn imọ-ẹrọ.
28–47), eyiti o wa ni ibamu pẹlu iṣiro Igbimọ Hydrogen ti 84–92% (itọkasi. 21).Awọn itujade ilana Clinker ti CO2 gbọdọ jẹ idinku nipasẹ CCUS ni mejeeji ZERO-H ati ZERO-NH.A tun ṣe adaṣe lilo hydrogen bi ohun kikọ sii ni iṣelọpọ ti amonia, methane, methanol ati awọn kemikali miiran ti a ṣe akojọ si ni apejuwe awoṣe.Ninu oju iṣẹlẹ ZERO-H, iṣelọpọ amonia ti o da lori gaasi pẹlu ooru hydrogen yoo gba ipin 20% ti iṣelọpọ lapapọ ni 2060 (Fig. 3 ati Tabili Imudara 4).Awoṣe naa pẹlu awọn iru awọn imọ-ẹrọ iṣelọpọ kẹmika mẹrin: edu si kẹmika (CTM), gaasi coke si kẹmika (CGTM), gaasi adayeba si kẹmika (NTM) ati CGTM/NTM pẹlu ooru hydrogen.Ni oju iṣẹlẹ ZERO-H, CGTM / NTM pẹlu ooru hydrogen le ṣe aṣeyọri 21% ipin iṣelọpọ ni 2060 (Fig. 3).Awọn kẹmika tun jẹ awọn aruṣẹ agbara ti hydrogen.Lori ipilẹ ti itupalẹ iṣọpọ wa, hydrogen le ni 17% ti agbara agbara ikẹhin fun ipese ooru ni ile-iṣẹ kemikali nipasẹ 2060. Pẹlú pẹlu bioenergy (18%) ati ina (32%), hydrogen ni ipa pataki lati ṣe ninu 
decarbonization ti China ká HTA kemikali ile ise (Fig. 4a).
olusin 2 |Agbara idinku erogba ati awọn idiyele idinku ti awọn imọ-ẹrọ idinku bọtini.a, Awọn ẹka mẹfa ti awọn imọ-ẹrọ idinku awọn itujade irin bọtini 60.b, Awọn ẹka mẹfa ti awọn imọ-ẹrọ idinku awọn itujade simenti bọtini 47.Awọn imọ-ẹrọ ti wa ni akojọ nipasẹ nọmba, pẹlu awọn itumọ ti o baamu ti o wa ninu Tabili Iyọnda 1 fun a ati Tabili Imudara 2 fun b.Awọn ipele imurasilẹ imọ-ẹrọ (TRLs) ti imọ-ẹrọ kọọkan ti samisi: TRL3, imọran;TRL4, apẹrẹ kekere;TRL5, apẹrẹ nla;TRL6, Afọwọkọ kikun ni iwọn;TRL7, iṣafihan iṣaaju-owo;TRL8, ifihan;TRL10, tete olomo;TRL11, agbalagba.
Yiyọ awọn ipo gbigbe HTA pẹlu hydrogen mimọ Lori ipilẹ awọn abajade awoṣe, hydrogen tun ni agbara nla lati decarbonize eka irinna China, botilẹjẹpe yoo gba akoko.Ni afikun si awọn LDVs, awọn ọna gbigbe miiran ti a ṣe atupale ni awoṣe pẹlu awọn ọkọ akero ọkọ oju-omi kekere, awọn oko nla (ina/kekere/alabọde/eru), sowo inu ile ati awọn oju opopona, ibora julọ gbigbe ni Ilu China.Fun awọn LDVs, awọn ọkọ ina wo lati wa ifigagbaga idiyele ni ọjọ iwaju.Ni ZERO-H, hydrogen fuel cell (HFC) ilaluja ti LDV oja yoo de nikan 5% ni 2060 (Fig. 3).Fun awọn ọkọ akero ọkọ oju-omi kekere, sibẹsibẹ, awọn ọkọ akero HFC yoo jẹ ifigagbaga idiyele diẹ sii ju awọn yiyan ina mọnamọna ni 2045 ati pe o ni 61% ti apapọ ọkọ oju-omi kekere ni 2060 ni oju iṣẹlẹ ZERO-H, pẹlu ina to ku (Fig. 3).Bi fun awọn oko nla, awọn abajade yatọ nipasẹ oṣuwọn fifuye.Gbigbọn ina mọnamọna yoo wakọ diẹ sii ju idaji gbogbo ọkọ oju-omi kekere ti ina-ojuse ina nipasẹ 2035 ni ZERO-NH.Ṣugbọn ni ZERO-H, awọn oko nla ti ina HFC yoo jẹ idije diẹ sii ju awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina-ina ina nipasẹ 2035 ati pe o ni 53% ti ọja nipasẹ 2060. Nipa awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o wuwo, awọn oko nla HFC yoo de 66% ti ọja naa. oja ni 2060 ni ZERO-H ohn.Diesel / bio-diesel / CNG (gaasi adayeba ti a fikun) HDVs (awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o ni ẹru) yoo dawọ ọja lẹhin 2050 ni awọn oju iṣẹlẹ ZERO-NH ati ZERO-H (Fig. 3).Awọn ọkọ ayọkẹlẹ HFC ni anfani afikun lori awọn ọkọ ina mọnamọna ni iṣẹ ti o dara julọ ni awọn ipo tutu, pataki ni ariwa ati iwọ-oorun China.Ni ikọja irinna opopona, awoṣe ṣe afihan isọdọmọ ni ibigbogbo ti awọn imọ-ẹrọ hydrogen ni gbigbe ni oju iṣẹlẹ ZERO-H.Sowo inu ile China jẹ aladanla agbara pupọ ati ipenija decarbonization ti o nira paapaa.Mọ hydrogen, paapa bi a
kikọ sii fun amonia, pese aṣayan fun decarbonization sowo.Ojutu ti o kere ju ni oju iṣẹlẹ ZERO-H ni 65% ilaluja ti amonia-fuelled ati 12% ti awọn ọkọ oju omi hydrogen-fuelled ni 2060 (Fig. 3).Ni oju iṣẹlẹ yii, hydrogen yoo ṣe akọọlẹ fun aropin 56% ti agbara agbara ikẹhin ti gbogbo eka gbigbe ni 2060. A tun ṣe apẹẹrẹ lilo hydrogen ni alapapo ibugbe (Afikun Akọsilẹ 6), ṣugbọn gbigba rẹ jẹ aifiyesi ati pe iwe yii ni idojukọ lori lilo hydrogen ni awọn ile-iṣẹ HTA ati gbigbe ẹru-iṣẹ.Awọn ifowopamọ iye owo ti didoju erogba nipa lilo hydrogen mimọ ti China ká carbon-didoju ojo iwaju yoo jẹ ijuwe nipasẹ isọdọtun agbara agbara agbara, pẹlu yiyọ kuro ninu edu ni agbara agbara akọkọ rẹ (Fig. 4).Awọn epo epo ti kii ṣe fosaili ni 88% ti idapọ agbara akọkọ ni 2050 ati 93% ni 2060 labẹ ZERO-H.Wind ati oorun yoo pese idaji agbara agbara akọkọ ni 2060. Ni apapọ, ni orilẹ-ede, ipin hydrogen mimọ ti lapapọ agbara ikẹhin Lilo (TFEC) le de ọdọ 13% ni 2060. Ti o ba ṣe akiyesi iyatọ agbegbe ti awọn agbara iṣelọpọ ni awọn ile-iṣẹ pataki nipasẹ agbegbe (Afikun Tabili 7), awọn agbegbe mẹwa wa pẹlu awọn ipin hydrogen ti TFEC ti o ga ju apapọ orilẹ-ede lọ, pẹlu Inner Mongolia, Fujian, Shandong ati Guangdong, ti o wa nipasẹ oorun ọlọrọ ati eti okun ati awọn orisun afẹfẹ ti ita ati/tabi awọn ibeere ile-iṣẹ lọpọlọpọ fun hydrogen.Ninu oju iṣẹlẹ ZERO-NH, idiyele idoko-owo akopọ lati ṣaṣeyọri didoju erogba titi di ọdun 2060 yoo jẹ $20.63 aimọye, tabi 1.58% ti apapọ ọja inu ile (GDP) fun 2020–2060.Apapọ afikun idoko-owo lori ipilẹ ọdọọdun yoo wa ni ayika US $ 516 bilionu fun ọdun kan.Abajade yii wa ni ibamu pẹlu eto idinku $15 aimọye ti Ilu China titi di ọdun 2050, aropin idoko-owo tuntun lododun ti US $ 500 bilionu (ref. 22).Bibẹẹkọ, ṣafihan awọn aṣayan hydrogen mimọ sinu eto agbara China ati awọn ifunni ile-iṣẹ ni oju iṣẹlẹ ZERO-H ni idoko-owo akopọ kekere ti o dinku ti US $ 18.91 aimọye nipasẹ ọdun 2060 ati ọdọọdunidoko-owo yoo dinku si kere ju 1% ti GDP ni ọdun 2060 (Eeya.4).Nipa awọn apa HTA, iye owo idoko-owo lododun ninu awọnAwọn apa yoo wa ni ayika US $ 392 bilionu fun ọdun ni ZERO-NHohn, eyi ti o ni ibamu pẹlu iṣiro ti AgbaraIgbimọ iyipada (US $ 400 bilionu) (ref. 23).Sibẹsibẹ, ti o ba mọ
hydrogen ti dapọ si eto agbara ati awọn ifunni kemikali, oju iṣẹlẹ ZERO-H tọkasi iye owo idoko-owo lododun ni awọn apa HTA le dinku si US $ 359 bilionu, ni pataki nipasẹ idinku igbẹkẹle lori CCUS ti o niyelori tabi NETs.Awọn abajade wa daba pe lilo hydrogen mimọ le ṣafipamọ US $ 1.72 aimọye ni idiyele idoko-owo ati yago fun pipadanu 0.13% ni apapọ GDP (2020-2060) ni akawe pẹlu ipa ọna laisi hydrogen titi di ọdun 2060.
olusin 3 |Ilaluja imọ-ẹrọ ni awọn apa HTA aṣoju.Awọn abajade labẹ BAU, NDC, ZERO-NH ati awọn oju iṣẹlẹ ZERO-H (2020–2060).Ni ọdun pataki kọọkan, ilaluja imọ-ẹrọ kan pato ni awọn apa oriṣiriṣi ni a fihan nipasẹ awọn ifi awọ, nibiti igi kọọkan jẹ ipin ogorun ti ilaluja to 100% (fun lattice iboji ni kikun).Awọn imọ-ẹrọ jẹ ipin siwaju sii nipasẹ awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi (ti o han ninu awọn arosọ).CNG, fisinuirindigbindigbin gaasi adayeba;LPG, gaasi epo epo;LNG, gaasi adayeba olomi;w/wo, pẹlu tabi laisi;EAF, ina arc ileru;NSP, titun idadoro preheater gbẹ ilana;WHR, egbin ooru imularada.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹta-13-2023
