Matokeo ya uchanganuzi yanaonyesha kuwa kutegemea uboreshaji wa ufanisi wa nishati pamoja na CCUS na NETs pekee hakuwezi kuwa njia ya gharama nafuu ya uondoaji wa kaboni wa kina wa sekta za HTA za Uchina, haswa tasnia nzito.Hasa zaidi, utumizi ulioenea wa hidrojeni safi katika sekta za HTA unaweza kusaidia Uchina kufikia gharama ya kutoegemeza kaboni kwa ufanisi ikilinganishwa na hali bila uzalishaji na matumizi safi ya hidrojeni.Matokeo yanatoa mwongozo dhabiti kwa njia ya Uchina ya uondoaji kaboni wa HTA na marejeleo muhimu kwa nchi zingine zinazokabiliwa na changamoto kama hizo.
Kupunguza kaboni sekta za viwanda za HTA na hidrojeni safi
Tunatekeleza uboreshaji wa gharama ya chini kabisa wa njia za kupunguza hali ya kutoegemeza kaboni nchini Uchina mwaka wa 2060. Matukio manne ya kielelezo yamefafanuliwa katika Jedwali la 1: biashara kama kawaida (BAU), Michango Iliyoamuliwa Kitaifa ya China chini ya Mkataba wa Paris (NDC), mtandao- uzalishaji sifuri na programu zisizo na hidrojeni (ZERO-NH) na uzalishaji wa neti-sifuri na hidrojeni safi (ZERO-H).Sekta za HTA katika utafiti huu ni pamoja na uzalishaji viwandani wa saruji, chuma na chuma na kemikali muhimu (ikiwa ni pamoja na amonia, soda na caustic soda) na usafiri wa mizigo mizito, ikijumuisha malori na usafirishaji wa ndani.Maelezo kamili yametolewa katika sehemu ya Mbinu na Vidokezo vya Ziada 1–5.Kuhusu sekta ya chuma na chuma, sehemu kubwa ya uzalishaji uliopo nchini Uchina (89.6%) ni mchakato wa msingi wa tanuru ya oksijeni-mlipuko, changamoto kuu ya uondoaji kaboni wa hali hii.
viwanda.Mchakato wa tanuru ya tanuru ya umeme ulijumuisha tu 10.4% ya jumla ya uzalishaji nchini Uchina mnamo 2019, ambayo ni 17.5% chini ya hisa ya wastani ya ulimwengu na 59.3% chini ya ile ya Merika18.Tulichanganua teknolojia 60 kuu za kupunguza uzalishaji wa chuma katika modeli na kuziainisha katika kategoria sita (Mchoro 2a): uboreshaji wa ufanisi wa nyenzo, utendakazi wa teknolojia ya hali ya juu, uwekaji umeme, CCUS, hidrojeni ya kijani na hidrojeni ya buluu (Jedwali la Ziada 1).Ikilinganisha uboreshaji wa gharama ya mfumo wa ZERO-H na NDC na matukio ya ZERO-NH inaonyesha kuwa kujumuishwa kwa chaguo safi za hidrojeni kunaweza kutoa upunguzaji mkubwa wa kaboni kutokana na kuanzishwa kwa michakato ya kupunguza hidrojeni-moja kwa moja ya chuma (hidrojeni-DRI).Kumbuka kuwa hidrojeni inaweza kutumika sio tu kama chanzo cha nishati katika utengenezaji wa chuma lakini pia kama wakala wa kupunguza kaboni kwa msingi wa ziada katika mchakato wa Tanuri ya Oksijeni ya Mlipuko (BF-BOF) na 100% katika njia ya hidrojeni-DRI.Chini ya ZERO-H, sehemu ya BF-BOF ingepunguzwa hadi 34% mwaka wa 2060, na 45% ya tanuru ya arc ya umeme na 21% ya hidrojeni-DRI, na hidrojeni safi ingesambaza 29% ya mahitaji ya mwisho ya nishati katika sekta hiyo.Kwa bei ya gridi ya umeme ya jua na upepo inayotarajiwailipungua hadi US$38–40MWh−1 mwaka 205019, gharama ya hidrojeni ya kijani kibichi
pia itapungua, na njia ya 100% ya hidrojeni-DRI inaweza kuwa na jukumu muhimu zaidi kuliko ilivyotambuliwa hapo awali.Kuhusu uzalishaji wa saruji, modeli hiyo inajumuisha teknolojia 47 muhimu za kupunguza katika michakato yote ya uzalishaji iliyoainishwa katika makundi sita (Jedwali la Ziada 2 na 3): ufanisi wa nishati, nishati mbadala, kupunguza uwiano wa klinka hadi saruji, CCUS, hidrojeni ya kijani na hidrojeni ya bluu ( Kielelezo 2b).Matokeo yanaonyesha kuwa teknolojia bora za ufanisi wa nishati zinaweza kupunguza tu 8-10% ya jumla ya uzalishaji wa CO2 katika sekta ya saruji, na ujumuishaji wa joto-taka na teknolojia za mafuta ya oksidi zitakuwa na athari ndogo ya kupunguza (4-8%).Teknolojia za kupunguza uwiano wa klinka kwa saruji zinaweza kutoa upunguzaji mwingi wa kaboni (50-70%), haswa ikiwa ni pamoja na malighafi iliyoangaziwa kwa ajili ya uzalishaji wa klinka kwa kutumia chembechembe za tanuru ya mlipuko, ingawa wakosoaji wanahoji ikiwa saruji itakayopatikana itahifadhi sifa zake muhimu.Lakini matokeo ya sasa yanaonyesha kuwa utumiaji wa hidrojeni pamoja na CCUS unaweza kusaidia sekta ya saruji kufikia uzalishaji wa karibu sufuri wa CO2 mnamo 2060.
Katika hali ya ZERO-H, teknolojia 20 zenye msingi wa hidrojeni (kati ya teknolojia 47 za kupunguza) zinahusika katika utengenezaji wa saruji.Tunaona kwamba wastani wa gharama ya kupunguza kaboni ya teknolojia ya hidrojeni ni ya chini kuliko CCUS ya kawaida na mbinu za kubadili mafuta (Mchoro 2b).Zaidi ya hayo, hidrojeni ya kijani kibichi inatarajiwa kuwa ya bei nafuu kuliko hidrojeni ya buluu baada ya 2030 kama ilivyojadiliwa kwa kina hapa chini, karibu US$0.7–US$1.6 kg−1 H2 (rejelea 20), na hivyo kuleta upungufu mkubwa wa CO2 katika utoaji wa joto viwandani katika utengenezaji wa saruji. .Matokeo ya sasa yanaonyesha kuwa inaweza kupunguza 89-95% ya CO2 kutoka kwa mchakato wa kuongeza joto katika tasnia ya Uchina (Mchoro 2b, teknolojia.
28–47), ambayo inalingana na makadirio ya Baraza la Haidrojeni ya 84–92% (rejelea 21).Utoaji wa mchakato wa klinka wa CO2 lazima upunguzwe na CCUS katika ZERO-H na ZERO-NH.Pia tunaiga matumizi ya hidrojeni kama malisho katika utengenezaji wa amonia, methane, methanoli na kemikali zingine zilizoorodheshwa katika maelezo ya mfano.Katika hali ya ZERO-H, uzalishaji wa amonia wa gesi na joto la hidrojeni utapata sehemu ya 20% ya jumla ya uzalishaji mwaka wa 2060 (Mchoro 3 na Jedwali la Nyongeza 4).Mfano huo unajumuisha aina nne za teknolojia za uzalishaji wa methanoli: makaa ya mawe hadi methanoli (CTM), gesi ya coke hadi methanoli (CGTM), gesi asilia hadi methanoli (NTM) na CGTM/NTM yenye joto la hidrojeni.Katika hali ya ZERO-H, CGTM/NTM yenye joto la hidrojeni inaweza kufikia sehemu ya uzalishaji ya 21% mwaka wa 2060 (Mchoro 3).Kemikali pia zinaweza kubeba nishati ya hidrojeni.Kwa msingi wa uchambuzi wetu jumuishi, hidrojeni inaweza kujumuisha 17% ya matumizi ya mwisho ya nishati kwa utoaji wa joto katika sekta ya kemikali ifikapo mwaka wa 2060. Pamoja na bioenergy (18%) na umeme (32%), hidrojeni ina jukumu kubwa la kucheza. 
decarbonization ya sekta ya kemikali ya HTA ya China (Mchoro 4a).
Mtini. 2 |Uwezo wa kupunguza kaboni na gharama za kupunguza za teknolojia muhimu za kupunguza.a, Aina sita za teknolojia 60 muhimu za kupunguza uzalishaji wa hewa chafu.b, Aina sita za teknolojia 47 muhimu za kupunguza uzalishaji wa saruji.Teknolojia zimeorodheshwa kwa nambari, na ufafanuzi unaolingana umejumuishwa katika Jedwali la Nyongeza 1 kwa a na Jedwali la Ziada 2 la b.Viwango vya utayari wa teknolojia (TRLs) vya kila teknolojia vimewekwa alama: TRL3, dhana;TRL4, mfano mdogo;TRL5, mfano mkubwa;TRL6, mfano kamili kwa kiwango;TRL7,maandamano ya awali ya kibiashara;TRL8, maandamano;TRL10, kupitishwa mapema;TRL11, iliyokomaa.
Kuondoa kaboni njia za usafirishaji za HTA kwa hidrojeni safi Kwa msingi wa matokeo ya kielelezo, hidrojeni pia ina uwezo mkubwa wa kuondoa kaboni katika sekta ya usafiri ya China, ingawa itachukua muda.Mbali na LDV, njia nyingine za usafiri zilizochambuliwa katika modeli hiyo ni pamoja na mabasi ya meli, malori (nyepesi/ndogo/kati/nzito), usafiri wa ndani na reli, zinazoshughulikia usafiri mwingi nchini China.Kwa LDVs, magari ya umeme yanaonekana kubaki katika ushindani wa gharama katika siku zijazo.Katika ZERO-H, kupenya kwa seli ya mafuta ya hidrojeni (HFC) kwenye soko la LDV kutafikia 5% tu mnamo 2060 (Mchoro 3).Kwa mabasi ya meli, hata hivyo, mabasi ya HFC yatashindana kwa gharama zaidi kuliko mbadala za umeme katika 2045 na inajumuisha 61% ya jumla ya meli katika 2060 katika hali ya ZERO-H, na salio la umeme (Kielelezo 3).Kama kwa lori, matokeo hutofautiana kwa kiwango cha mzigo.Uendeshaji wa umeme utaendesha zaidi ya nusu ya jumla ya lori za kazi nyepesi kufikia 2035 katika ZERO-NH.Lakini katika ZERO-H, malori ya mizigo mepesi ya HFC yatakuwa na ushindani zaidi kuliko lori za kutoza umeme ifikapo 2035 na kujumuisha 53% ya soko ifikapo 2060. Kuhusu lori za mizigo mikubwa, malori ya mizigo ya HFC yangefikia 66% ya soko mnamo 2060 katika hali ya ZERO-H.Dizeli/bio-diesel/CNG (gesi asilia iliyobanwa) HDV (magari ya mizigo mizito) yataacha soko baada ya 2050 katika matukio ya ZERO-NH na ZERO-H (Kielelezo 3).Magari ya HFC yana faida ya ziada kuliko magari ya umeme katika utendaji wao bora katika hali ya baridi, muhimu kaskazini na magharibi mwa Uchina.Zaidi ya usafiri wa barabarani, modeli inaonyesha kupitishwa kwa teknolojia ya hidrojeni katika usafirishaji katika hali ya ZERO-H.Usafirishaji wa meli wa ndani wa China ni mwingi wa nishati na changamoto ngumu sana ya uondoaji kaboni.Safisha hidrojeni, haswa kama a
malisho ya amonia, hutoa chaguo kwa usafirishaji wa decarbonization.Suluhisho la gharama nafuu katika hali ya ZERO-H husababisha kupenya kwa 65% ya amonia-fuelled na 12% ya meli za hidrojeni katika 2060 (Mchoro 3).Katika hali hii, hidrojeni itahesabu wastani wa 56% ya matumizi ya mwisho ya nishati ya sekta nzima ya usafiri mwaka wa 2060. Pia tulitoa mfano wa matumizi ya hidrojeni katika joto la makazi (Dokezo la Nyongeza 6), lakini kupitishwa kwake ni kidogo na karatasi hii inazingatia. matumizi ya hidrojeni katika tasnia ya HTA na usafirishaji wa kazi nzito.Uokoaji wa gharama ya kutoegemea upande wowote wa kaboni kwa kutumia hidrojeni safi Hali ya baadaye ya China isiyo na kaboni itaonyeshwa na utawala wa nishati mpya, na kumalizika kwa makaa ya mawe katika matumizi yake ya msingi ya nishati (Mchoro 4).Nishati zisizo za mafuta zinajumuisha 88% ya mchanganyiko wa msingi wa nishati mwaka wa 2050 na 93% mwaka wa 2060 chini ya ZERO-H.Wind na jua zitasambaza nusu ya matumizi ya msingi ya nishati mwaka wa 2060. Kwa wastani, kitaifa, sehemu safi ya hidrojeni ya jumla ya nishati ya mwisho. matumizi (TFEC) yanaweza kufikia 13% mwaka wa 2060. Kwa kuzingatia utofauti wa kikanda wa uwezo wa uzalishaji katika viwanda muhimu kwa kanda (Jedwali la Nyongeza 7), kuna majimbo kumi yenye hisa za hidrojeni za TFEC kubwa kuliko wastani wa kitaifa, ikiwa ni pamoja na Mongolia ya Ndani, Fujian, Shandong. na Guangdong, inayoendeshwa na rasilimali nyingi za nishati ya jua na ufuo na pwani na/au mahitaji mengi ya viwandani ya hidrojeni.Katika hali ya ZERO-NH, gharama ya uwekezaji iliyojumlishwa ili kufikia usawa wa kaboni hadi 2060 itakuwa $20.63 trilioni, au 1.58% ya jumla ya pato la taifa (GDP) kwa 2020-2060.Wastani wa uwekezaji wa ziada kwa mwaka utakuwa karibu dola bilioni 516 kwa mwaka.Matokeo haya yanawiana na mpango wa China wa kupunguza dola trilioni 15 wa Marekani hadi mwaka 2050, wastani wa uwekezaji mpya wa kila mwaka wa dola za Marekani bilioni 500 (rejelea 22).Hata hivyo, kuanzisha chaguzi safi za hidrojeni katika mfumo wa nishati wa Uchina na malisho ya viwandani katika hali ya ZERO-H kunasababisha uwekezaji mdogo sana wa dola trilioni 18.91 ifikapo 2060 na kila mwaka.uwekezaji ungepunguzwa hadi chini ya 1% ya Pato la Taifa mwaka 2060 (Mtini.4).Kuhusu sekta za HTA, gharama ya uwekezaji ya kila mwaka katika hizosekta zingekuwa karibu dola bilioni 392 kwa mwaka katika ZERO-NHscenario, ambayo inaendana na makadirio ya NishatiTume ya Mpito (Dola za Marekani bilioni 400) (rejelea 23).Walakini, ikiwa ni safi
hidrojeni imejumuishwa katika mfumo wa nishati na malisho ya kemikali, hali ya ZERO-H inaonyesha gharama ya uwekezaji ya kila mwaka katika sekta za HTA inaweza kupunguzwa hadi dola za Marekani bilioni 359, hasa kwa kupunguza utegemezi wa CCUS au NETI za gharama kubwa.Matokeo yetu yanapendekeza kwamba matumizi ya hidrojeni safi yanaweza kuokoa dola za Marekani trilioni 1.72 katika gharama ya uwekezaji na kuepuka hasara ya 0.13% katika Pato la Taifa (2020-2060) ikilinganishwa na njia isiyo na hidrojeni hadi 2060.
Mtini. 3 |Teknolojia ya kupenya katika sekta za kawaida za HTA.Matokeo chini ya BAU, NDC, ZERO-NH na ZERO-H scenarios (2020–2060).Katika kila mwaka wa hatua muhimu, kupenya kwa teknolojia maalum katika sekta tofauti huonyeshwa na baa za rangi, ambapo kila bar ni asilimia ya kupenya hadi 100% (kwa lati iliyotiwa kivuli kikamilifu).Teknolojia zimeainishwa zaidi na aina tofauti (zilizoonyeshwa katika hadithi).CNG, gesi asilia iliyoshinikizwa;LPG, gesi ya petroli kioevu;LNG, gesi asilia kioevu;w/wo, na au bila;EAF, tanuru ya arc ya umeme;NSP, mchakato mpya wa kukausha heater ya kusimamishwa;WHR, kupoteza joto ahueni.
Muda wa posta: Mar-13-2023
