Tahlil natijalari shuni ko'rsatadiki, faqat CCUS va NETlar bilan birgalikda energiya samaradorligini oshirishga tayanish Xitoyning HTA tarmoqlarini, ayniqsa og'ir sanoatni chuqur dekarbonizatsiya qilish uchun iqtisodiy jihatdan samarali yo'l bo'lishi dargumon.Aniqrog'i, toza vodorodni HTA sektorlarida keng qo'llash Xitoyga toza vodorod ishlab chiqarish va undan foydalanmasdan stsenariy bilan solishtirganda uglerod neytralligi narxiga samarali erishishga yordam beradi.Natijalar Xitoyning HTA dekarbonizatsiya yo'li uchun kuchli yo'l-yo'riq va shunga o'xshash muammolarga duch kelgan boshqa mamlakatlar uchun qimmatli ma'lumotnoma beradi.
HTA sanoat tarmoqlarini toza vodorod bilan karbonsizlantirish
Biz 2060-yilda Xitoy uchun uglerod neytralligiga erishish yo‘llarini integratsiyalashgan eng kam xarajatli optimallashtirishni amalga oshirmoqdamiz. 1-jadvalda to‘rtta modellashtirish stsenariysi aniqlangan: odatdagidek biznes (BAU), Xitoyning Parij kelishuvi (NDC) bo‘yicha milliy tomonidan belgilangan hissasi, net- vodorodsiz ilovalar bilan nol emissiya (ZERO-NH) va toza vodorod bilan aniq nol emissiya (ZERO-H).Ushbu tadqiqotning HTA sektorlari tsement, temir va po'lat va asosiy kimyoviy moddalarni sanoat ishlab chiqarishi (shu jumladan ammiak, soda va kaustik soda) va og'ir yuk tashish transportini, shu jumladan yuk tashish va ichki yuk tashishni o'z ichiga oladi.To'liq ma'lumotlar Usullar bo'limida va 1-5 qo'shimcha eslatmalarda keltirilgan.Temir va po'lat sektoriga kelsak, Xitoyda mavjud ishlab chiqarishning asosiy ulushi (89,6%) asosiy kislorodli yuqori o'choq jarayoniga to'g'ri keladi, bu uni chuqur dekarbonizatsiya qilishning asosiy muammosidir.
sanoat.Elektr boshq o'choq jarayoni 2019 yilda Xitoyda ishlab chiqarilgan umumiy ishlab chiqarishning atigi 10,4 foizini tashkil etdi, bu dunyodagi o'rtacha ulushdan 17,5 foizga va Qo'shma Shtatlardagidan 59,3 foizga kamdir18.Biz modeldagi 60 ta asosiy po'lat ishlab chiqarish emissiyasini kamaytirish texnologiyasini tahlil qildik va ularni olti toifaga ajratdik (2a-rasm): material samaradorligini oshirish, ilg'or texnologiya ko'rsatkichlari, elektrlashtirish, CCUS, yashil vodorod va ko'k vodorod (qo'shimcha 1-jadval).ZERO-H tizimi xarajatlarini NDC va ZERO-NH stsenariylari bilan taqqoslash shuni ko'rsatadiki, toza vodorod variantlarini kiritish temirning vodorod bilan to'g'ridan-to'g'ri qaytarilishi (vodorod-DRI) jarayonlarini joriy etish hisobiga sezilarli darajada uglerodni kamaytirish imkonini beradi.E'tibor bering, vodorod nafaqat po'lat ishlab chiqarishda energiya manbai, balki yuqori o'choq - asosiy kislorod pechi (BF-BOF) jarayonida qo'shimcha asosda va vodorod-DRI yo'nalishida 100% uglerodni kamaytiradigan kamaytiruvchi vosita sifatida ham xizmat qilishi mumkin.ZERO-H ostida, BF-BOF ulushi 2060 yilda 34% gacha kamayadi, 45% elektr kamon pechi va 21% vodorod-DRI va toza vodorod sektordagi umumiy energiya talabining 29% ni ta'minlaydi.Quyosh va shamol energiyasi uchun tarmoq narxi kutilmoqda205019-yilda 38–40 MVt-soat-1 AQSh dollariga pasaydi, yashil vodorod narxi
ham pasayadi va 100% vodorod-DRI yo'nalishi ilgari tan olinganidan ko'ra muhimroq rol o'ynashi mumkin.Tsement ishlab chiqarishga kelsak, model olti toifaga tasniflangan ishlab chiqarish jarayonlari bo'yicha 47 ta asosiy yumshatuvchi texnologiyalarni o'z ichiga oladi (2 va 3-jadvallar): energiya samaradorligi, muqobil yoqilg'i, klinker-tsement nisbatini kamaytirish, CCUS, yashil vodorod va ko'k vodorod ( 2b-rasm).Natijalar shuni ko'rsatadiki, takomillashtirilgan energiya tejamkorligi texnologiyalari sement sektoridagi CO2 umumiy emissiyasini atigi 8-10% kamaytirishi mumkin, va chiqindi-issiqlik kogeneratsiyasi va kislorod-yonilg'i texnologiyalari cheklangan yumshatish effektiga ega bo'ladi (4-8%).Klinker-tsement nisbatini pasaytirish texnologiyalari nisbatan yuqori uglerod miqdorini (50-70%) kamaytirishga olib kelishi mumkin, asosan granullangan yuqori o'choq shlaklari yordamida klinker ishlab chiqarish uchun karbonsizlangan xom ashyoni o'z ichiga oladi, ammo tanqidchilar hosil bo'lgan tsement o'zining muhim xususiyatlarini saqlab qoladimi yoki yo'qmi degan savolga javob beradi.Ammo hozirgi natijalar shuni ko'rsatadiki, vodoroddan CCUS bilan birgalikda foydalanish tsement sektoriga 2060 yilda deyarli nolga yaqin CO2 emissiyasiga erishishga yordam beradi.
ZERO-H stsenariysida 20 ta vodorodga asoslangan texnologiya (47 ta yumshatish texnologiyasidan) sement ishlab chiqarishda o'ynaydi.Biz vodorod texnologiyalarining o'rtacha uglerodni kamaytirish qiymati odatdagi CCUS va yoqilg'ini almashtirish yondashuvlaridan past ekanligini aniqlaymiz (2b-rasm).Bundan tashqari, quyida batafsil muhokama qilinganidek, 2030 yildan keyin yashil vodorod ko‘k vodorodga nisbatan arzonroq bo‘lishi kutilmoqda, taxminan 0,7–1,6 kg−1 H2 AQSH dollari (ref. 20) sement ishlab chiqarishda sanoat issiqlik bilan ta’minlashda CO2 miqdorini sezilarli darajada kamaytiradi. .Joriy natijalar shuni ko'rsatadiki, u Xitoy sanoatida isitish jarayonida CO2 ning 89-95% ni kamaytirishi mumkin (2b-rasm, texnologiyalar
28–47), bu Vodorod kengashining 84–92% bahosiga mos keladi (ref. 21).CO2 ning klinker jarayoni emissiyasi CCUS tomonidan ZERO-H va ZERO-NH da kamaytirilishi kerak.Shuningdek, biz vodoroddan ammiak, metan, metanol va model tavsifida keltirilgan boshqa kimyoviy moddalar ishlab chiqarishda xom ashyo sifatida foydalanishni simulyatsiya qilamiz.ZERO-H stsenariysida vodorodli issiqlik bilan gaz asosidagi ammiak ishlab chiqarish 2060 yilda umumiy ishlab chiqarishning 20% ni egallaydi (3-rasm va 4-jadval).Model metanol ishlab chiqarishning to'rt turini o'z ichiga oladi: ko'mirdan metanolga (CTM), koks gazidan metanolga (CGTM), tabiiy gazdan metanolga (NTM) va vodorod issiqligi bilan CGTM / NTM.ZERO-H stsenariysida vodorodli issiqlik bilan CGTM / NTM 2060 yilda 21% ishlab chiqarish ulushiga erishishi mumkin (3-rasm).Kimyoviy moddalar vodorodning potentsial energiya tashuvchilari hamdir.Bizning integral tahlilimiz asosida vodorod 2060 yilga kelib kimyo sanoatida issiqlik ta'minoti uchun yakuniy energiya iste'molining 17 foizini tashkil qilishi mumkin. Bioenergiya (18 foiz) va elektr energiyasi (32 foiz) bilan bir qatorda vodorod ham katta rol o'ynaydi. 
Xitoyning HTA kimyo sanoatining dekarbonizatsiyasi (4a-rasm).
2-rasm |Uglerodni kamaytirish potentsiali va asosiy yumshatish texnologiyalarining kamaytirish xarajatlari.a, 60 ta asosiy po'lat ishlab chiqarish emissiyasini kamaytirish texnologiyasining olti toifasi.b, 47 ta asosiy tsement emissiyasini kamaytirish texnologiyasining oltita toifasi.Texnologiyalar raqamlar bo'yicha sanab o'tilgan, tegishli ta'riflar a uchun 1-jadvalga va b uchun qo'shimcha 2-jadvalga kiritilgan.Har bir texnologiyaning texnologiyaga tayyorlik darajalari (TRL) belgilangan: TRL3, kontseptsiya;TRL4, kichik prototip;TRL5, katta prototip;TRL6, miqyosda to'liq prototip;TRL7, tijoratdan oldingi namoyish;TRL8, namoyish;TRL10, erta qabul qilish;TRL11, etuk.
HTA transport usullarini toza vodorod bilan karbonsizlantirish. Modellashtirish natijalariga ko'ra, vodorod ham Xitoyning transport sektorini dekarbonizatsiya qilish uchun katta imkoniyatlarga ega, ammo bu vaqt talab etadi.LDV-larga qo'shimcha ravishda, modelda tahlil qilingan boshqa transport turlariga park avtobuslari, yuk mashinalari (engil/kichik/o'rta/og'ir), ichki yuk tashish va Xitoyda ko'pgina transportlarni qamrab olgan temir yo'llar kiradi.LDVs uchun elektr transport vositalari kelajakda raqobatbardosh bo'lib qoladi.ZERO-Hda vodorod yonilg'i xujayrasi (HFC) LDV bozoriga kirishi 2060 yilda atigi 5% ga etadi (3-rasm).Biroq park avtobuslari uchun HFC avtobuslari 2045 yilda elektr muqobillariga qaraganda ancha raqobatbardosh bo'ladi va 2060 yilda ZERO-H stsenariysi bo'yicha jami parkning 61% ni, qolganlari esa elektrni tashkil qiladi (3-rasm).Yuk mashinalariga kelsak, natijalar yuklanish tezligiga qarab farq qiladi.Elektr dvigatellari 2035 yilga kelib engil yuk mashinalari parkining yarmidan ko'pini ZERO-NHda boshqaradi.Ammo ZERO-Hda, HFC engil yuk mashinalari 2035 yilga kelib elektr engil yuk mashinalariga qaraganda raqobatbardoshroq bo'ladi va 2060 yilga kelib bozorning 53 foizini tashkil qiladi. Og'ir yuk mashinalariga kelsak, HFC og'ir yuk mashinalari 66 foizga etadi. ZERO-H stsenariysida 2060 yilda bozor.Dizel/bio-dizel/CNG (siqilgan tabiiy gaz) HDV (og'ir yuk avtomobillari) 2050 yildan keyin ham ZERO-NH, ham ZERO-H stsenariylarida bozorni tark etadi (3-rasm).HFC avtomobillari shimoliy va g'arbiy Xitoyda muhim bo'lgan sovuq sharoitlarda yaxshi ishlashi bo'yicha elektr transport vositalariga nisbatan qo'shimcha afzalliklarga ega.Avtomobil transportidan tashqari, model ZERO-H stsenariysida yuk tashishda vodorod texnologiyalarining keng qo'llanilishini ko'rsatadi.Xitoyning ichki yuk tashish juda energiya talab qiladi va ayniqsa, dekarbonizatsiya muammosi.Toza vodorod, ayniqsa a sifatida
ammiak uchun xom ashyo, dekarbonizatsiyani tashish imkoniyatini beradi.ZERO-H stsenariysidagi eng kam xarajatli yechim 2060 yilda ammiak yoqilg'isi bilan ishlaydigan 65% va vodorod yoqilg'isi bilan ishlaydigan kemalarning 12% penetratsiyasiga olib keladi (3-rasm).Ushbu stsenariyda vodorod 2060 yilda butun transport sektori uchun yakuniy energiya iste'molining o'rtacha 56% ni tashkil qiladi. Shuningdek, biz uy-joylarni isitishda vodoroddan foydalanishni modellashtirdik (6-qo'shimcha eslatma), lekin uni qabul qilish ahamiyatsiz va bu maqolada asosiy e'tibor quyidagilarga qaratilgan. HTA sanoatida va og'ir yuk tashishda vodoroddan foydalanish.Toza vodoroddan foydalangan holda uglerod neytralligi xarajatlarini tejash Xitoyning uglerodsiz kelajagi qayta tiklanadigan energiya ustunligi bilan tavsiflanadi, uning asosiy energiya iste'molida ko'mirni bosqichma-bosqich bekor qiladi (4-rasm).2050-yilda birlamchi energiya aralashmasining 88% va 2060-yilda 93% ZERO-H. Shamol va quyosh 2060-yilda birlamchi energiya isteʼmolining yarmini taʼminlaydi. Oʻrtacha, milliy miqyosda umumiy yakuniy energiyaning toza vodorod ulushi. 2060 yilda iste'mol (TFEC) 13% ni tashkil qilishi mumkin. Mintaqalar bo'yicha asosiy tarmoqlarda ishlab chiqarish quvvatlarining mintaqaviy xilma-xilligini hisobga olgan holda (7-jadval), TFECning vodorod ulushi milliy o'rtacha ko'rsatkichdan yuqori bo'lgan o'nta viloyat mavjud, jumladan, Ichki Mo'g'uliston, Fujian, Shandong. va Guangdong, boy quyosh va quruqlikdagi va dengizdagi shamol resurslari va/yoki vodorodga bo'lgan ko'plab sanoat talablari bilan boshqariladi.ZERO-NH stsenariysida 2060 yilgacha uglerod neytralligiga erishish uchun jami investitsion xarajatlar 20,63 trillion dollarni yoki 2020–2060 yillardagi yalpi ichki mahsulotning (YaIM) 1,58 foizini tashkil qiladi.Yillik asosda o'rtacha qo'shimcha investitsiyalar yiliga 516 milliard AQSh dollarini tashkil qiladi.Bu natija Xitoyning 2050 yilgacha 15 trillion AQSH dollari miqdoridagi taʼsirni yumshatish rejasiga mos keladi, yaʼni oʻrtacha yillik yangi sarmoya 500 milliard AQSH dollarini tashkil etadi (ref. 22).Biroq, ZERO-H stsenariysida Xitoyning energiya tizimiga va sanoat xom ashyosiga toza vodorod variantlarini joriy etish 2060 yilga kelib 18,91 trillion AQSh dollari miqdoridagi umumiy investitsiyalarning sezilarli darajada pasayishiga olib keladi va yillik2060 yilda investitsiyalar yalpi ichki mahsulotning 1% dan kamrog'iga qisqaradi.4).XTA tarmoqlariga kelsak, ulardagi yillik investitsiya xarajatlarisektorlar ZERO-NHda yiliga 392 milliard AQSh dollarini tashkil qiladistsenariy, bu energiya proektsiyasiga mos keladiOʻtish davri komissiyasi (400 milliard AQSH dollari) (ref. 23).Biroq, agar toza bo'lsa
vodorod energiya tizimiga va kimyoviy xom ashyoga kiritilgan bo'lsa, ZERO-H stsenariysi HTA sektorlariga yillik investitsion xarajatlarni, asosan, qimmat CCUS yoki NETlarga bo'lgan ishonchni kamaytirish orqali 359 milliard AQSh dollariga kamaytirish mumkinligini ko'rsatadi.Bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, toza vodoroddan foydalanish investitsiya xarajatlarini 1,72 trillion AQSh dollarini tejash va 2060 yilgacha vodorodsiz yo'lga nisbatan yalpi YaIMda (2020–2060) 0,13% yo'qotishning oldini oladi.
3-rasm |Oddiy HTA sektorlarida texnologiyaning kirib borishi.BAU, NDC, ZERO-NH va ZERO-H stsenariylari bo'yicha natijalar (2020–2060).Har bir muhim bosqichda texnologiyaning turli sohalarda o'ziga xos kirib borishi rangli chiziqlar bilan ko'rsatiladi, bunda har bir bar 100% gacha (to'liq soyali panjara uchun) kirish foizini tashkil qiladi.Texnologiyalar qo'shimcha ravishda har xil turlar bo'yicha tasniflanadi (afsonalarda ko'rsatilgan).CNG, siqilgan tabiiy gaz;LPG, suyuq neft gazi;LNG, suyuq tabiiy gaz;w/wo, bilan yoki bo'lmasdan;EAF, elektr kamon pechi;NSP, yangi suspenziyani oldindan isituvchi quruq jarayon;WHR, chiqindi issiqlikni qayta tiklash.
Yuborilgan vaqt: 2023-yil 13-mart
