Təhlillərin nəticələri göstərir ki, yalnız CCUS və NET-lərlə birlikdə enerji səmərəliliyinin artırılmasına güvənməyin Çinin STA sektorlarının, xüsusən də ağır sənayelərin dərin karbonsuzlaşması üçün səmərəli yol ola bilməz.Daha konkret desək, HTA sektorlarında təmiz hidrogenin geniş tətbiqi Çinə təmiz hidrogen istehsalı və istifadəsi olmayan ssenari ilə müqayisədə karbon neytrallığına qənaət etməyə kömək edə bilər.Nəticələr Çinin HTA dekarbonizasiya yolu üçün güclü təlimat və oxşar problemlərlə üzləşən digər ölkələr üçün dəyərli istinad təmin edir.
HTA sənaye sektorlarının təmiz hidrogenlə karbonsuzlaşdırılması
Biz 2060-cı ildə Çin üçün karbon neytrallığına aparan təsirlərin azaldılması yollarının inteqrasiya olunmuş ən az xərclə optimallaşdırılmasını həyata keçiririk. Dörd modelləşdirmə ssenarisi Cədvəl 1-də müəyyən edilmişdir: adi iş (BAU), Paris Sazişinə (NDC) əsasən Çinin Milli Müəyyən edilmiş töhfələri, xalis- hidrogensiz tətbiqlərlə sıfır emissiya (SIFIR-NH) və təmiz hidrogenlə (sıfır-H) xalis sıfır emissiya.Bu tədqiqatda HTA sektorlarına sement, dəmir və polad və əsas kimyəvi maddələrin sənaye istehsalı (ammiak, soda və kaustik soda daxil olmaqla) və yük daşımaları və daxili daşınma da daxil olmaqla ağır yük daşımaları daxildir.Tam təfərrüatlar Metodlar bölməsində və 1-5 saylı Əlavə qeydlərdə verilmişdir.Dəmir və polad sektoruna gəldikdə, Çində mövcud istehsalın dominant payı (89,6%) əsas oksigen-yüksək soba prosesidir ki, bu da bunun dərin karbonsuzlaşması üçün əsas problemdir.
sənaye.Elektrik qövs sobası prosesi 2019-cu ildə Çində ümumi istehsalın yalnız 10,4%-ni təşkil edib ki, bu da dünya üzrə orta paydan 17,5% və ABŞ-dan 59,3% azdır18.Modeldə 60 əsas polad istehsalı emissiyalarının azaldılması texnologiyasını təhlil etdik və onları altı kateqoriyaya təsnif etdik (Şəkil 2a): materialın səmərəliliyinin artırılması, qabaqcıl texnologiya performansı, elektrikləşdirmə, CCUS, yaşıl hidrogen və mavi hidrogen (Əlavə Cədvəl 1).ZERO-H-nin sistem xərclərinin optimallaşdırılmasını NDC və ZERO-NH ssenariləri ilə müqayisə etmək göstərir ki, təmiz hidrogen variantlarının daxil edilməsi dəmirin hidrogenlə birbaşa azaldılması (hidrogen-DRI) proseslərinin tətbiqi hesabına nəzərəçarpacaq dərəcədə karbon azalmasını təmin edəcəkdir.Qeyd edək ki, hidrogen təkcə poladqayırmada enerji mənbəyi kimi deyil, həm də yüksək soba-Əsas oksigen sobası (BF-BOF) prosesində və hidrogen-DRI marşrutunda 100% əlavə əsasda karbonu azaldan reduksiya agenti kimi xidmət edə bilər.ZERO-H altında, BF-BOF payı 2060-cı ildə 45% elektrik qövs sobası və 21% hidrogen-DRI ilə 34%-ə endiriləcək və təmiz hidrogen sektorda ümumi son enerji tələbatının 29%-ni təmin edəcəkdir.Şəbəkə ilə günəş və külək enerjisi üçün qiymət gözlənilir2050-ci ildə 38-40 MVt-1 ABŞ dollarına qədər azalacaq19, yaşıl hidrogenin dəyəri
da azalacaq və 100% hidrogen-DRİ marşrutu əvvəllər qəbul ediləndən daha mühüm rol oynaya bilər.Sement istehsalına gəldikdə, model altı kateqoriyaya təsnif edilən istehsal prosesləri üzrə 47 əsas yumşaldıcı texnologiyanı ehtiva edir (Əlavə Cədvəl 2 və 3): enerji səmərəliliyi, alternativ yanacaq, klinker-sement nisbətinin azaldılması, CCUS, yaşıl hidrogen və mavi hidrogen ( Şəkil 2b).Nəticələr göstərir ki, təkmilləşdirilmiş enerji səmərəliliyi texnologiyaları sement sektorunda ümumi CO2 emissiyalarının yalnız 8-10%-ni azalda bilər və tullantı-istilik kogenerasiyası və oksi-yanacaq texnologiyaları məhdud azaldıcı təsirə malik olacaq (4-8%).Klinker-sement nisbətini azaltmaq texnologiyaları, əsasən dənəvərləşdirilmiş yüksək soba şlaklarından istifadə edərək klinker istehsalı üçün karbonsuzlaşdırılmış xammal daxil olmaqla, nisbətən yüksək karbon azaldılması (50-70%) verə bilər, baxmayaraq ki, tənqidçilər yaranan sementin əsas keyfiyyətlərini saxlayıb-saxlamayacağını sual altına alırlar.Lakin hazırkı nəticələr göstərir ki, hidrogenin CCUS ilə birlikdə istifadəsi sement sektoruna 2060-cı ildə sıfıra yaxın CO2 emissiyasına nail olmağa kömək edə bilər.
SIFIR-H ssenarisində sement istehsalında 20 hidrogen əsaslı texnologiya (47 yumşaldıcı texnologiyadan) istifadə olunur.Biz tapırıq ki, hidrogen texnologiyalarının orta karbon azaltma dəyəri tipik CCUS və yanacaq keçid yanaşmalarından aşağıdır (Şəkil 2b).Bundan əlavə, 2030-cu ildən sonra yaşıl hidrogenin mavi hidrogendən daha ucuz olacağı gözlənilir, aşağıda ətraflı müzakirə edildiyi kimi, təxminən 0,7-1,6 ABŞ dolları-1 H2 (istinad. 20) sement istehsalında sənaye istilik təchizatında CO2-nin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olacaq. .Cari nəticələr göstərir ki, o, Çin sənayesində isitmə prosesindən CO2-nin 89-95%-ni azalda bilər (Şəkil 2b, texnologiyalar
28–47), bu, Hidrogen Şurasının 84–92% qiymətləndirməsinə uyğundur (istinad 21).CO2-nin klinker prosesi emissiyaları CCUS tərəfindən həm SIFIR-H, həm də SIFIR-NH-də azaldılmalıdır.Biz həmçinin ammiak, metan, metanol və model təsvirində sadalanan digər kimyəvi maddələrin istehsalında xammal kimi hidrogenin istifadəsini simulyasiya edirik.SIFIR-H ssenarisində hidrogen istiliyi ilə qaz əsaslı ammonyak istehsalı 2060-cı ildə ümumi istehsalın 20%-ni qazanacaq (Şəkil 3 və Əlavə Cədvəl 4).Modelə dörd növ metanol istehsalı texnologiyası daxildir: kömürdən metanola (CTM), koks qazından metanola (CGTM), təbii qazdan metanola (NTM) və hidrogen istiliyi ilə CGTM/NTM.SIFIR-H ssenarisində hidrogen istiliyi olan CGTM/NTM 2060-cı ildə 21% istehsal payına nail ola bilər (Şəkil 3).Kimyəvi maddələr də hidrogenin potensial enerji daşıyıcılarıdır.İnteqrasiya edilmiş təhlilimiz əsasında 2060-cı ilə qədər kimya sənayesində istilik təchizatı üçün son enerji istehlakının 17%-ni hidrogen təşkil edə bilər. Bioenerji (18%) və elektrik enerjisi (32%) ilə yanaşı, hidrogenin də böyük rolu var. 
Çinin HTA kimya sənayesinin dekarbonizasiyası (Şəkil 4a).
şək. 2 |Karbonun azaldılması potensialı və əsas təsir azaltma texnologiyalarının azaldılması xərcləri.a, 60 əsas polad istehsalı emissiyalarının azaldılması texnologiyasının altı kateqoriyası.b, 47 əsas sement emissiyasının azaldılması texnologiyasının altı kateqoriyası.Texnologiyalar a üçün Əlavə Cədvəl 1-ə və b üçün Əlavə Cədvəl 2-yə daxil edilmiş müvafiq təriflərlə nömrələrlə verilmişdir.Hər bir texnologiyanın texnologiyaya hazırlıq səviyyələri (TRL) qeyd olunur: TRL3, konsepsiya;TRL4, kiçik prototip;TRL5, böyük prototip;TRL6, miqyasda tam prototip;TRL7, kommersiya öncəsi nümayiş;TRL8, nümayiş;TRL10, erkən övladlığa götürmə;TRL11, yetkin.
HTA daşıma rejimlərinin təmiz hidrogenlə karbonsuzlaşdırılması Modelləşdirmənin nəticələrinə əsasən, hidrogen də Çinin nəqliyyat sektorunu dekarbondan təmizləmək üçün böyük potensiala malikdir, baxmayaraq ki, bunun üçün vaxt lazımdır.LDV-lərə əlavə olaraq, modeldə təhlil edilən digər nəqliyyat növlərinə Çində əksər nəqliyyatı əhatə edən park avtobusları, yük maşınları (yüngül/kiçik/orta/ağır), daxili daşıma və dəmir yolları daxildir.LDV-lər üçün elektrikli nəqliyyat vasitələri gələcəkdə rəqabətə davamlı olaraq qalacaq.ZERO-H-də hidrogen yanacaq elementinin (HFC) LDV bazarına nüfuzu 2060-cı ildə yalnız 5%-ə çatacaq (Şəkil 3).Bununla belə, park avtobusları üçün HFC avtobusları 2045-ci ildə elektrik alternativlərindən daha rəqabətqabiliyyətli olacaq və 2060-cı ildə SIFIR-H ssenarisində ümumi parkın 61%-ni, qalanları isə elektriklə işləyəcək (Şəkil 3).Yük maşınlarına gəldikdə, nəticələr yüklənmə sürətinə görə dəyişir.Elektrik mühərriki 2035-ci ilə qədər ümumi yüngül yük maşınları parkının yarıdan çoxunu ZERO-NH-də idarə edəcək.Lakin ZERO-H-də HFC yüngül yük maşınları 2035-ci ilə qədər elektriklə işləyən yüngül yük maşınlarından daha rəqabətli olacaq və 2060-cı ilə qədər bazarın 53%-ni təşkil edəcək. SIFIR-H ssenarisində 2060-cı ildə bazar.Dizel/bio-dizel/CNG (sıxılmış təbii qaz) HDV-ləri (ağır yük maşınları) 2050-ci ildən sonra həm SIFIR-NH, həm də SIFIR-H ssenarilərində bazardan çıxacaq (Şəkil 3).HFC avtomobilləri, Çinin şimal və qərbində əhəmiyyətli olan soyuq şəraitdə daha yaxşı performans göstərmələri ilə elektrikli nəqliyyat vasitələrinə nisbətən əlavə üstünlüyə malikdir.Avtomobil nəqliyyatından başqa, model ZERO-H ssenarisində gəmiçilikdə hidrogen texnologiyalarının geniş tətbiqini göstərir.Çinin daxili gəmiçiliyi çox enerji tələb edir və xüsusilə çətin dekarbonizasiya problemidir.Təmiz hidrogen, xüsusilə a
ammonyak üçün xammal, dekarbonizasiya göndərilməsi üçün bir seçim təmin edir.SIFIR-H ssenarisində ən ucuz həll 2060-cı ildə ammonyakla işləyən gəmilərin 65% və hidrogenlə işləyən gəmilərin 12%-nin nüfuz etməsi ilə nəticələnir (Şəkil 3).Bu ssenaridə hidrogen 2060-cı ildə bütün nəqliyyat sektorunun son enerji istehlakının orta hesabla 56%-ni təşkil edəcək. Biz həmçinin yaşayış evlərinin istilik sistemində hidrogen istifadəsini modelləşdirmişik (Əlavə Qeyd 6), lakin onun qəbulu əhəmiyyətsizdir və bu sənəddə diqqət mərkəzində HTA sənayesində və ağır yük daşımalarında hidrogen istifadəsi.Təmiz hidrogendən istifadə edən karbon neytrallığının xərclərə qənaəti Çinin karbon-neytral gələcəyi ilkin enerji istehlakında kömürün mərhələli şəkildə dayandırılması ilə yenilənə bilən enerjinin üstünlük təşkil etməsi ilə xarakterizə olunacaq (Şəkil 4).Qeyri-qalıq yanacaqlar 2050-ci ildə əsas enerji qarışığının 88%-ni, 2060-cı ildə isə 93%-ni SIFIR-H-də təşkil edir. Külək və günəş 2060-cı ildə ilkin enerji istehlakının yarısını təmin edəcək. Orta hesabla, milli miqyasda ümumi son enerjinin təmiz hidrogen payı istehlak (TFEC) 2060-cı ildə 13%-ə çata bilər. Regionlar üzrə əsas sənayelərdə istehsal güclərinin regional heterojenliyini nəzərə alaraq (Əlavə Cədvəl 7), Daxili Monqolustan, Fujian, Şandunq daxil olmaqla, TFEC-in hidrogen payı milli orta göstəricidən yüksək olan on əyalət var. və Guangdong, zəngin günəş, quru və dəniz külək ehtiyatları və/və ya hidrogen üçün çoxsaylı sənaye tələbləri ilə idarə olunur.SIFIR-NH ssenarisində, 2060-cı ilə qədər karbon neytrallığına nail olmaq üçün məcmu investisiya dəyəri 20,63 trilyon dollar və ya 2020-2060-cı illər üçün məcmu ümumi daxili məhsulun (ÜDM) 1,58%-i olacaqdır.İllik əsasda orta hesabla əlavə investisiya ildə təxminən 516 milyard ABŞ dolları olacaq.Bu nəticə Çinin 2050-ci ilə qədər 15 trilyon ABŞ dolları məbləğində təsirin azaldılması planına, orta hesabla illik 500 milyard ABŞ dollarına bərabərdir (istinad 22).Bununla belə, SIFIR-H ssenarisində Çinin enerji sisteminə və sənaye xammal ehtiyatlarına təmiz hidrogen variantlarının tətbiqi 2060-cı ilə qədər 18,91 trilyon ABŞ dolları həcmində məcmu investisiyanın əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşməsinə və illikinvestisiyalar 2060-cı ildə ÜDM-in 1%-dən azına enəcək (Şəkil 1).4).STA sektorlarına gəldikdə, bu sektorlara illik investisiya dəyərisektorlar SIFIR-NH-də ildə təxminən 392 milyard ABŞ dolları olacaqEnerjinin proyeksiyasına uyğun olan ssenariKeçid Komissiyası (400 milyard ABŞ dolları) (istinad. 23).Ancaq təmiz olarsa
hidrogen enerji sisteminə və kimyəvi xammal ehtiyatlarına daxil edilirsə, SIFIR-H ssenarisi göstərir ki, STA sektorlarına illik investisiya dəyəri, əsasən, bahalı CCUS və ya NET-lərdən asılılığı azaltmaqla 359 milyard ABŞ dollarına endirilə bilər.Nəticələrimiz göstərir ki, təmiz hidrogendən istifadə 2060-cı ilə qədər hidrogensiz bir yol ilə müqayisədə 1,72 trilyon ABŞ dolları investisiya dəyərinə qənaət edə və məcmu ÜDM-də (2020-2060) 0,13% itkidən qaça bilər.
şək. 3 |Tipik STA sektorlarında texnologiyanın nüfuzu.BAU, NDC, ZERO-NH və ZERO-H ssenariləri üzrə nəticələr (2020–2060).Hər bir mərhələ ilində müxtəlif sektorlarda texnologiyanın spesifik nüfuzu rəngli çubuqlarla göstərilir, burada hər bir çubuq 100%-ə qədər (tam kölgəli qəfəs üçün) nüfuz faizidir.Texnologiyalar daha sonra müxtəlif növlərə görə təsnif edilir (rəvayətlərdə göstərilir).CNG, sıxılmış təbii qaz;LPG, maye neft qazı;LNG, maye təbii qaz;w/wo, ilə və ya olmadan;EAF, elektrik qövs sobası;NSP, yeni asma ön qızdırıcının quru prosesi;WHR, tullantıların istilik bərpası.
Göndərmə vaxtı: 13 mart 2023-cü il
