विश्लेषणका नतिजाहरूले देखाउँछन् कि CCUS र NETs सँग मात्र ऊर्जा दक्षताको सुधारमा निर्भरता चीनको HTA क्षेत्रहरू, विशेष गरी भारी उद्योगहरूको गहिरो डिकार्बोनाइजेशनको लागि लागत-प्रभावी मार्ग हुने सम्भावना छैन।अझ विशेष रूपमा, HTA क्षेत्रहरूमा सफा हाइड्रोजनको व्यापक प्रयोगले चीनलाई सफा हाइड्रोजन उत्पादन र प्रयोग बिनाको परिदृश्यको तुलनामा प्रभावकारी रूपमा कार्बन तटस्थता लागत हासिल गर्न मद्दत गर्न सक्छ।नतिजाहरूले चीनको एचटीए डिकार्बोनाइजेशन मार्गको लागि बलियो मार्गदर्शन प्रदान गर्दछ र समान चुनौतीहरूको सामना गरिरहेका अन्य देशहरूका लागि मूल्यवान सन्दर्भ प्रदान गर्दछ।
क्लिन हाइड्रोजनको साथ एचटीए औद्योगिक क्षेत्रहरू डिकार्बोनाइज गर्दै
हामीले 2060 मा चीनको लागि कार्बन तटस्थतामा न्यूनीकरण मार्गहरूको एक एकीकृत न्यूनतम लागत अनुकूलन गर्छौं। चार मोडलिङ परिदृश्यहरू तालिका 1 मा परिभाषित गरिएका छन्: सामान्य रूपमा व्यापार (BAU), पेरिस सम्झौता (NDC) अन्तर्गत चीनको राष्ट्रिय रूपमा निर्धारित योगदानहरू, नेट- नो-हाइड्रोजन एप्लिकेसनहरू (ZERO-NH) सँग शून्य उत्सर्जन र सफा हाइड्रोजन (ZERO-H) को साथ शुद्ध-शून्य उत्सर्जन।यस अध्ययनमा HTA क्षेत्रहरूले सिमेन्ट, फलाम र स्टिल र प्रमुख रसायनहरू (अमोनिया, सोडा र कास्टिक सोडा सहित) को औद्योगिक उत्पादन र ट्रक र घरेलु ढुवानी सहित भारी शुल्क यातायात समावेश गर्दछ।पूर्ण विवरण विधिहरू खण्ड र पूरक नोटहरू 1-5 मा प्रदान गरिएको छ।फलाम र इस्पात क्षेत्रको सन्दर्भमा, चीनमा अवस्थित उत्पादनको प्रमुख हिस्सा (89.6%) आधारभूत अक्सिजन-ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रियाबाट छ, यसको गहिरो डिकार्बोनाइजेशनको लागि एक प्रमुख चुनौती।
उद्योग।इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस प्रक्रियाले 2019 मा चीनको कुल उत्पादनको 10.4% मात्र समावेश गर्यो, जुन विश्वको औसत हिस्सा भन्दा 17.5% कम र संयुक्त राज्य अमेरिकाको लागि 59.3% कम हो।हामीले मोडेलमा 60 प्रमुख स्टिल निर्माण उत्सर्जन न्यूनीकरण प्रविधिहरूको विश्लेषण गर्यौं र तिनीहरूलाई छ वटा कोटीहरूमा वर्गीकृत गर्यौं (चित्र 2a): सामग्रीको दक्षतामा सुधार, उन्नत प्रविधि प्रदर्शन, विद्युतीकरण, CCUS, हरियो हाइड्रोजन र नीलो हाइड्रोजन (पूरक तालिका 1)।ZERO-H को प्रणाली लागत अनुकूलन NDC र ZERO-NH परिदृश्यहरूसँग तुलना गर्दा देखाउँछ कि सफा हाइड्रोजन विकल्पहरू समावेश गर्दा फलामको हाइड्रोजन-प्रत्यक्ष कमी (हाइड्रोजन-डीआरआई) प्रक्रियाहरूको परिचयको कारणले उल्लेखनीय कार्बन घटाउनेछ।ध्यान दिनुहोस् कि हाइड्रोजनले इस्पात निर्माणमा ऊर्जा स्रोतको रूपमा मात्र होइन तर ब्लास्ट फर्नन्स-बेसिक अक्सिजन फर्नेस (BF-BOF) प्रक्रियामा र 100% हाइड्रोजन-डीआरआई मार्गमा पूरक आधारमा कार्बन-अबेटिङ घटाउने एजेन्टको रूपमा पनि काम गर्न सक्छ।ZERO-H अन्तर्गत, BF-BOF को हिस्सा 2060 मा 34% मा घटाइनेछ, 45% इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस र 21% हाइड्रोजन-DRI, र क्लिन हाइड्रोजनले यस क्षेत्रको कुल अन्तिम ऊर्जा मागको 29% आपूर्ति गर्नेछ।सौर्य र पवन उर्जाको लागि ग्रिड मूल्यको अपेक्षा गरिएको छ205019 मा US$38–40MWh−1 मा गिरावट, हरियो हाइड्रोजनको लागत
पनि घट्नेछ, र 100% हाइड्रोजन-डीआरआई मार्गले पहिले मान्यता प्राप्त भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्न सक्छ।सिमेन्ट उत्पादनको सन्दर्भमा, मोडेलले उत्पादन प्रक्रियाहरूमा 47 प्रमुख न्यूनीकरण प्रविधिहरू समावेश गर्दछ जसलाई छ वर्गहरूमा वर्गीकृत गरिएको छ (पूरक तालिका 2 र 3): ऊर्जा दक्षता, वैकल्पिक इन्धन, क्लिंकर-देखि-सिमेन्ट अनुपात घटाउने, CCUS, हरियो हाइड्रोजन र निलो हाइड्रोजन ( चित्र २ ख)।नतिजाहरूले देखाउँछन् कि सुधारिएको ऊर्जा दक्षता प्रविधिहरूले सिमेन्ट क्षेत्रमा कुल CO2 उत्सर्जनको 8-10% मात्र घटाउन सक्छ, र फोहोर-ताप सह-उत्पादन र अक्सि-इंन्धन प्रविधिहरूमा सीमित न्यूनीकरण प्रभाव (4-8%) हुनेछ।क्लिंकर-देखि-सिमेन्ट अनुपात घटाउने प्रविधिहरूले अपेक्षाकृत उच्च कार्बन न्यूनीकरण (50-70%) उत्पादन गर्न सक्छ, मुख्यतया दानेदार ब्लास्ट फर्नेस स्ल्याग प्रयोग गरेर क्लिंकर उत्पादनको लागि डेकार्बोनाइज्ड कच्चा पदार्थहरू समावेश गर्दछ, यद्यपि आलोचकहरूले प्रश्न गर्छन् कि परिणाम सिमेन्टले यसको आवश्यक गुणहरू कायम राख्छ।तर हालको नतिजाहरूले CCUS सँग हाइड्रोजनको प्रयोगले सिमेन्ट क्षेत्रलाई २०६० मा लगभग शून्य CO2 उत्सर्जन हासिल गर्न मद्दत गर्न सक्छ भन्ने संकेत गर्छ।
ZERO-H परिदृश्यमा, 20 हाइड्रोजन-आधारित प्रविधिहरू (47 न्यूनीकरण प्रविधिहरू मध्ये) सिमेन्ट उत्पादनमा खेल्छन्।हामीले हाइड्रोजन टेक्नोलोजीहरूको औसत कार्बन घटाउने लागत सामान्य CCUS र इन्धन स्विच गर्ने दृष्टिकोणहरू (चित्र 2b) भन्दा कम छ भनेर फेला पार्छौं।यसबाहेक, 2030 पछि हरियो हाइड्रोजन नीलो हाइड्रोजन भन्दा सस्तो हुने अपेक्षा गरिएको छ जसलाई तल विस्तृत रूपमा छलफल गरिएको छ, लगभग US$0.7–US$1.6 kg−1 H2 (ref. 20), जसले सिमेन्ट निर्माणमा औद्योगिक तापको प्रावधानमा महत्त्वपूर्ण CO2 घटाउँछ। ।हालको नतिजाहरूले देखाउँछन् कि यसले चीनको उद्योगमा तताउने प्रक्रियाबाट CO2 को 89-95% कम गर्न सक्छ (चित्र 2b, प्रविधिहरू
28-47), जुन हाइड्रोजन काउन्सिलको 84-92% (रेफरी 21) को अनुमानसँग मिल्दोजुल्दो छ।CO2 को क्लिंकर प्रक्रिया उत्सर्जन CCUS द्वारा ZERO-H र ZERO-NH दुवै मा कम गर्नुपर्छ।हामी मोडेल विवरणमा सूचीबद्ध अमोनिया, मिथेन, मिथानोल र अन्य रसायनहरूको उत्पादनमा फिडस्टकको रूपमा हाइड्रोजनको प्रयोगलाई पनि अनुकरण गर्छौं।ZERO-H परिदृश्यमा, हाइड्रोजन तापसँग ग्यास-आधारित अमोनिया उत्पादनले 2060 मा कुल उत्पादनको 20% हिस्सा प्राप्त गर्नेछ (चित्र 3 र पूरक तालिका 4)।मोडेलमा चार प्रकारका मेथानोल उत्पादन प्रविधिहरू समावेश छन्: कोइला देखि मिथानोल (CTM), कोक ग्यास देखि मिथानोल (CGTM), प्राकृतिक ग्यास देखि मिथानोल (NTM) र CGTM/NTM हाइड्रोजन ताप संग।ZERO-H परिदृश्यमा, हाइड्रोजन तापको साथ CGTM/NTM ले 2060 मा 21% उत्पादन साझेदारी हासिल गर्न सक्छ (चित्र 3)।रसायनहरू हाइड्रोजनको सम्भावित ऊर्जा वाहकहरू पनि हुन्।हाम्रो एकीकृत विश्लेषणको आधारमा, २०६० सम्ममा रासायनिक उद्योगमा तातो प्रबन्धका लागि अन्तिम ऊर्जा खपतको १७% हाइड्रोजनले समावेश गर्न सक्छ। जैविक ऊर्जा (१८%) र बिजुली (३२%) सँगसँगै हाइड्रोजनको पनि प्रमुख भूमिका छ। 
चीनको HTA रासायनिक उद्योगको decarbonization (चित्र 4a)।
चित्र २ |कार्बन न्यूनीकरण सम्भाव्यता र प्रमुख न्यूनीकरण प्रविधिहरूको कम लागत।क, 60 प्रमुख इस्पात निर्माण उत्सर्जन न्यूनीकरण प्रविधिहरूको छ वर्गहरू।ख, 47 प्रमुख सिमेन्ट उत्सर्जन न्यूनीकरण प्रविधिहरूको छ श्रेणीहरू।ए को लागि पूरक तालिका 1 र b को लागि पूरक तालिका 2 मा समावेश गरिएका परिभाषाहरू सहित, प्रविधिहरू संख्याद्वारा सूचीबद्ध छन्।प्रत्येक प्रविधिको प्राविधिक तयारी स्तरहरू (TRLs) चिन्ह लगाइएका छन्: TRL3, अवधारणा;TRL4, सानो प्रोटोटाइप;TRL5, ठूलो प्रोटोटाइप;TRL6, स्केलमा पूर्ण प्रोटोटाइप;TRL7, पूर्व-व्यावसायिक प्रदर्शन;TRL8, प्रदर्शन;TRL10, प्रारम्भिक ग्रहण;TRL11, परिपक्व।
क्लिन हाइड्रोजनको साथ एचटीए यातायात मोडहरू डेकार्बोनाइज गर्नुहोस् मोडेलिङ परिणामहरूको आधारमा, हाइड्रोजनले पनि चीनको यातायात क्षेत्रलाई डिकार्बोनाइज गर्ने ठूलो क्षमता छ, यद्यपि यसले समय लिनेछ।LDVs बाहेक, मोडेलमा विश्लेषण गरिएका अन्य यातायात मोडहरूमा फ्लीट बसहरू, ट्रकहरू (हल्का/सानो/मध्यम/भारी), घरेलु ढुवानी र रेलवेहरू समावेश छन्, जसले चीनमा अधिकांश यातायातलाई कभर गर्दछ।LDV हरूका लागि, विद्युतीय सवारीहरू भविष्यमा लागत प्रतिस्पर्धी रहने देखिन्छ।ZERO-H मा, LDV बजारको हाइड्रोजन इन्धन सेल (HFC) प्रवेश 2060 मा मात्र 5% पुग्नेछ (चित्र 3)।फ्लीट बसहरूका लागि, तथापि, HFC बसहरू 2045 मा विद्युतीय विकल्पहरू भन्दा बढी लागत प्रतिस्पर्धी हुनेछन् र 2060 मा ZERO-H परिदृश्यमा कुल फ्लीटको 61% समावेश हुनेछन्, बाँकी विद्युतीय (चित्र 3) सँग।ट्रकहरूको लागि, परिणामहरू लोड दर अनुसार भिन्न हुन्छन्।इलेक्ट्रिक प्रोपल्सनले 2035 सम्ममा कुल लाइट-ड्युटी ट्रक फ्लीटको आधा भन्दा बढी ZERO-NH मा ड्राइभ गर्नेछ।तर ZERO-H मा, HFC लाइट-ड्युटी ट्रकहरू 2035 सम्ममा इलेक्ट्रिक लाइट-ड्युटी ट्रकहरू भन्दा बढी प्रतिस्पर्धी हुनेछन् र 2060 सम्ममा बजारको 53% समावेश हुनेछन्। भारी-ड्युटी ट्रकहरूको सन्दर्भमा, HFC भारी शुल्क ट्रकहरूको 66% पुग्नेछ। 2060 मा बजार ZERO-H परिदृश्यमा।डिजेल/बायो-डिजेल/CNG (कम्प्रेस्ड प्राकृतिक ग्यास) HDVs (हेभी-ड्युटी सवारी) ले 2050 पछि ZERO-NH र ZERO-H परिदृश्य (चित्र 3) मा बजार छोड्नेछ।उत्तरी र पश्चिमी चीनमा महत्त्वपूर्ण, चिसो अवस्थामा तिनीहरूको राम्रो प्रदर्शनमा विद्युतीय सवारी साधनहरू भन्दा HFC गाडीहरूको अतिरिक्त फाइदा छ।सडक यातायातभन्दा बाहिर, मोडेलले ZERO-H परिदृश्यमा ढुवानीमा हाइड्रोजन प्रविधिहरूको व्यापक रूपमा अपनाएको देखाउँछ।चीनको घरेलु ढुवानी धेरै ऊर्जा सघन र विशेष गरी कठिन डिकार्बोनाइजेशन चुनौती हो।सफा हाइड्रोजन, विशेष गरी a को रूपमा
अमोनिया को लागी फीडस्टक, ढुवानी decarbonization को लागी एक विकल्प प्रदान गर्दछ।ZERO-H परिदृश्यमा कम लागतको समाधानले 2060 मा 65% अमोनिया-इन्धन र 12% हाइड्रोजन-इन्धनयुक्त जहाजहरूको प्रवेशमा परिणाम दिन्छ (चित्र 3)।यस परिदृश्यमा, हाइड्रोजनले 2060 मा सम्पूर्ण यातायात क्षेत्रको अन्तिम ऊर्जा खपतको औसत 56% को योगदान गर्नेछ। हामीले आवासीय तताउने (पूरक नोट 6) मा हाइड्रोजनको प्रयोगलाई पनि मोडेल गर्यौं, तर यसको अवलम्बन नगण्य छ र यो कागजमा केन्द्रित छ। HTA उद्योग र भारी शुल्क यातायात मा हाइड्रोजन प्रयोग।क्लीन हाइड्रोजन प्रयोग गरेर कार्बन तटस्थताको लागत बचत चीनको कार्बन-न्युट्रल भविष्यलाई यसको प्राथमिक ऊर्जा खपत (चित्र 4) मा कोइलाको चरणबद्ध रूपमा नविकरण सक्षम ऊर्जा प्रभुत्व द्वारा विशेषता गरिनेछ।गैर-जीवाश्म ईन्धनहरू 2050 मा प्राथमिक ऊर्जा मिश्रणको 88% र 2060 मा 93% ZERO-H अन्तर्गत समावेश गर्दछ। वायु र सौर्यले 2060 मा प्राथमिक ऊर्जा खपतको आधा आपूर्ति गर्नेछ। औसतमा, राष्ट्रिय रूपमा, कुल अन्तिम ऊर्जाको स्वच्छ हाइड्रोजन अंश उपभोग (TFEC) 2060 मा 13% पुग्न सक्छ। क्षेत्रीय आधारमा प्रमुख उद्योगहरूमा उत्पादन क्षमताको क्षेत्रीय भिन्नतालाई ध्यानमा राख्दै (पूरक तालिका 7), भित्री मंगोलिया, फुजियान, शानडोङ लगायत राष्ट्रिय औसतभन्दा TFEC को हाइड्रोजन सेयर बढी भएका दस प्रान्तहरू छन्। र ग्वाङ्डोङ, समृद्ध सौर्य र तटवर्ती र अपतटीय पवन स्रोतहरू र/वा हाइड्रोजनको लागि धेरै औद्योगिक मागहरूद्वारा संचालित।ZERO-NH परिदृश्यमा, 2060 सम्म कार्बन तटस्थता हासिल गर्न संचयी लगानी लागत $ 20.63 ट्रिलियन, वा 2020-2060 को लागि कुल कूल गार्हस्थ उत्पादन (GDP) को 1.58% हुनेछ।वार्षिक आधारमा औसत अतिरिक्त लगानी प्रति वर्ष लगभग US$516 बिलियन हुनेछ।यो नतिजा 2050 सम्म चीनको US$ 15 ट्रिलियन न्यूनीकरण योजनासँग मिल्दोजुल्दो छ, US$ 500 बिलियनको औसत वार्षिक नयाँ लगानी (रेफरी 22)।यद्यपि, ZERO-H परिदृश्यमा चीनको ऊर्जा प्रणाली र औद्योगिक फिडस्टकहरूमा सफा हाइड्रोजन विकल्पहरू प्रस्तुत गर्दा 2060 सम्ममा US$18.91 ट्रिलियन र वार्षिक रूपमा उल्लेखनीय रूपमा कम संचयी लगानी हुन्छ।लगानी 2060 मा GDP को 1% भन्दा कम हुनेछ (चित्र।४)HTA क्षेत्रहरूको सन्दर्भमा, तीहरूमा वार्षिक लगानी लागतक्षेत्रहरू ZERO-NH मा प्रति वर्ष लगभग US $ 392 बिलियन हुनेछपरिदृश्य, जो ऊर्जा को प्रक्षेपण संग संगत छसंक्रमण आयोग (US$400 बिलियन) (रेफरी 23)।यद्यपि, यदि सफा हुन्छ
हाइड्रोजन ऊर्जा प्रणाली र रासायनिक फिडस्टकहरूमा समावेश गरिएको छ, ZERO-H परिदृश्यले HTA क्षेत्रहरूमा वार्षिक लगानी लागत US$ 359 बिलियनमा घटाउन सकिन्छ, मुख्य रूपमा महँगो CCUS वा NETs मा निर्भरता घटाएर।हाम्रा परिणामहरूले सुझाव दिन्छ कि सफा हाइड्रोजनको प्रयोगले लगानी लागतमा US$ 1.72 ट्रिलियन बचत गर्न सक्छ र 2060 सम्म हाइड्रोजन बिनाको बाटोको तुलनामा कुल GDP (2020-2060) मा 0.13% घाटाबाट बच्न सक्छ।
चित्र ३ |विशिष्ट HTA क्षेत्रहरूमा प्रविधि प्रवेश।BAU, NDC, ZERO-NH र ZERO-H परिदृश्यहरू (2020–2060) अन्तर्गत परिणामहरू।प्रत्येक माइलस्टोन वर्षमा, विभिन्न क्षेत्रहरूमा विशिष्ट टेक्नोलोजी प्रवेश रंगीन बारहरू द्वारा देखाइएको छ, जहाँ प्रत्येक पट्टी 100% सम्म (पूर्ण छायादार जालीको लागि) प्रवेशको प्रतिशत हो।टेक्नोलोजीहरू थप विभिन्न प्रकारहरूद्वारा वर्गीकृत गरिएका छन् (कथाहरूमा देखाइएको छ)।सीएनजी, संकुचित प्राकृतिक ग्यास;एलपीजी, तरल पेट्रोलियम ग्याँस;एलएनजी, तरल प्राकृतिक ग्याँस;w/wo, साथ वा बिना;EAF, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस;NSP, नयाँ निलम्बन preheater सुख्खा प्रक्रिया;WHR, अपशिष्ट गर्मी रिकभरी।
पोस्ट समय: मार्च-13-2023
