Մաքուր ջրածնի միջոցով Չինաստանի ածխածնի չեզոքության ճանապարհին դժվար թեթևացնող խոչընդոտը կոտրելը
Այնպիսի երկրները, ինչպիսին Չինաստանն է, ածխածնի չեզոքության ճանապարհին բախվում են խցանման՝ ծանր արդյունաբերության արտանետումների նվազեցմանը և ծանր բեռնափոխադրումների:Այս «դժվար նվազման» (HTA) հատվածներում մաքուր ջրածնի հեռանկարային դերի վերաբերյալ մի քանի խորը ուսումնասիրություններ կան:Այստեղ մենք իրականացնում ենք ինտեգրված դինամիկ նվազագույն ծախսերի մոդելավորման վերլուծություն:Արդյունքները ցույց են տալիս, որ առաջին հերթին մաքուր ջրածինը կարող է լինել և՛ էներգիայի հիմնական կրիչ, և՛ հումք, որը կարող է զգալիորեն նվազեցնել ծանր արդյունաբերության ածխածնի արտանետումները:Այն կարող է նաև վառել Չինաստանի ծանր բեռնատարների և ավտոբուսների նավատորմի մինչև 50%-ը մինչև 2060 թվականը և բեռնափոխադրումների զգալի մասնաբաժիններ:Երկրորդ՝ մաքուր ջրածնի իրատեսական սցենարը, որը 2060 թվականին կհասնի 65,7 Mt արտադրության, կարող է խուսափել 1,72 տրիլիոն ԱՄՆ դոլարի նոր ներդրումներից՝ համեմատած առանց ջրածնի սցենարի:Այս ուսումնասիրությունը վկայում է HTA հատվածներում մաքուր ջրածնի արժեքի մասին Չինաստանի և այն երկրների համար, որոնք նման մարտահրավերների են բախվում արտանետումների կրճատման հարցում՝ զուտ զրոյական նպատակներին հասնելու համար:

Ածխածնի չեզոքության ապահովումը հրատապ գլոբալ առաքելություն է, սակայն չկա «բոլորին համապատասխանող» ուղի, որպեսզի հիմնական արտանետվող երկրները հասնեն այս նպատակին1,2:Զարգացած երկրներից շատերը, ինչպիսիք են Միացյալ Նահանգները և Եվրոպան, հետապնդում են բեռնաթափման ռազմավարություններ, որոնք կենտրոնացած են հատկապես խոշոր թեթև տրանսպորտային միջոցների (LDV) նավատորմի, էլեկտրաէներգիայի արտադրության, արտադրության և առևտրային և բնակելի շենքերի, չորս ոլորտների վրա, որոնք միասին կազմում են. նրանց ածխածնի արտանետումների ճնշող մեծամասնությունը3,4.Ընդհակառակը, զարգացող երկրների հիմնական արտանետողները, ինչպիսին է Չինաստանը, ունեն շատ տարբեր տնտեսություններ և էներգետիկ կառուցվածքներ, որոնք պահանջում են ածխաթթվացման տարբեր առաջնահերթություններ ոչ միայն ոլորտային առումով, այլ նաև զարգացող զրոյական ածխածնի տեխնոլոգիաների ռազմավարական տեղակայման առումով:

Չինաստանի ածխածնի արտանետումների պրոֆիլի հիմնական տարբերությունները արևմտյան տնտեսությունների համեմատ արտանետումների շատ ավելի մեծ մասնաբաժիններն են ծանր արդյունաբերության համար և շատ ավելի փոքր մասնաբաժիններ LDV-ների և շենքերում էներգիայի օգտագործման համար (Նկար 1):Չինաստանը աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում ցեմենտի, երկաթի և պողպատի, քիմիական նյութերի և շինանյութերի արտադրության առումով՝ արդյունաբերական ջերմության և կոքսի արտադրության համար հսկայական քանակությամբ ածուխ սպառելով:Ծանր արդյունաբերությունը նպաստում է Չինաստանի ընթացիկ ընդհանուր արտանետումների 31%-ին, մասնաբաժին, որը 8%-ով բարձր է համաշխարհային միջինից (23%), 17%-ով ավելի, քան ԱՄՆ-ինը (14%) և 13%-ով ավելի, քան Եվրոպական միությունը: (18%) (հղում. 5):

Չինաստանը խոստացել է առավելագույնի հասցնել իր ածխածնի արտանետումները մինչև 2030 թվականը և հասնել ածխածնի չեզոքության մինչև 2060 թվականը: Կլիմայական այս խոստումները լայնորեն գովասանքի արժանացան, բայց նաև հարցեր բարձրացրին դրանց իրագործելիության վերաբերյալ6, մասամբ «դժվար նվազման» (HTA) հիմնական դերի պատճառով: գործընթացները Չինաստանի տնտեսության մեջ.Այս գործընթացները, մասնավորապես, ներառում են էներգիայի օգտագործումը ծանր արդյունաբերության և ծանր բեռնափոխադրումների մեջ, որոնք դժվար կլինի էլեկտրիֆիկացնել (և, հետևաբար, ուղղակիորեն անցնել վերականգնվող էներգիայի) և արդյունաբերական գործընթացները, որոնք այժմ կախված են քիմիական հումքի հանածո վառելիքից: Վերջերս մի քանի ուսումնասիրություններ են կատարվել1– 3-ը ուսումնասիրում է ածխածնի չեզոքացման ուղիները Չինաստանի էներգետիկ համակարգի ընդհանուր պլանավորման համար, սակայն HTA հատվածների սահմանափակ վերլուծություններով:Միջազգային մակարդակով, HTA հատվածների համար հնարավոր մեղմացման լուծումները սկսել են ուշադրություն հրավիրել վերջին տարիներին7–14:HTA հատվածների ածխաթթվայնացումը դժվար է, քանի որ դրանք դժվար է ամբողջությամբ էլեկտրիֆիկացնել և/կամ ծախսարդյունավետ7,8:Ահմանը շեշտեց, որ ուղուց կախվածությունը հիմնական խնդիրն է HTA հատվածների համար, և որ տեսլականն ու առաջադեմ տեխնոլոգիաների երկարաժամկետ պլանավորումն անհրաժեշտ են՝ «բացելու» HTA հատվածները, հատկապես ծանր արդյունաբերությունը, հանածոների կախվածությունից9:Ուսումնասիրությունները ուսումնասիրել են նոր նյութեր և մեղմացման լուծումներ՝ կապված ածխածնի ներգրավման, օգտագործման և/կամ պահպանման (CCUS) և բացասական արտանետումների տեխնոլոգիաների (NETs) հետ10,11: Առնվազն մեկ ուսումնասիրությունից ընդունում են, որ դրանք նույնպես պետք է դիտարկվեն երկարաժամկետ պլանավորման մեջ11:Վերջերս հրապարակված Կլիմայի փոփոխության միջկառավարական հանձնաժողովի վեցերորդ գնահատման զեկույցում «ցածր արտանետումների» ջրածնի օգտագործումը ճանաչվել է որպես զուտ զրոյական արտանետումների ապագայի հասնելու համար բազմաթիվ ոլորտների մեղմացման հիմնական լուծումներից մեկը12:

Մաքուր ջրածնի վերաբերյալ գոյություն ունեցող գրականությունը հիմնականում կենտրոնացած է արտադրության տեխնոլոգիական տարբերակների վրա՝ մատակարարման կողմի ծախսերի վերլուծությամբ15:(Այս աշխատության մեջ «մաքուր» ջրածինը ներառում է և՛ «կանաչ» և «կապույտ» ջրածինը, առաջինը արտադրվում է ջրի էլեկտրոլիզի միջոցով՝ օգտագործելով վերականգնվող էներգիա, իսկ երկրորդը ստացվում է հանածո վառելիքից, բայց ածխաթթվացված է CCUS-ով:) Ջրածնի պահանջարկի քննարկումը հիմնականում կենտրոնացած է. Զարգացած երկրներում տրանսպորտային ոլորտը, մասնավորապես, ջրածնային վառելիքի բջիջներով տրանսպորտային միջոցները16,17.Ծանր արդյունաբերության ածխաթթվացման ճնշումները հետ են մնացել ճանապարհային տրանսպորտի հետ համեմատած՝ արտացոլելով սովորական ենթադրությունները, որ ծանր արդյունաբերությունը
Հատկապես դժվար է թուլացնել մինչև նոր տեխնոլոգիական նորարարությունների ի հայտ գալը:Մաքուր (հատկապես կանաչ) ջրածնի ուսումնասիրությունները ցույց են տվել նրա տեխնոլոգիական հասունությունը և ծախսերի նվազումը17, սակայն անհրաժեշտ են հետագա ուսումնասիրություններ, որոնք կենտրոնացած են պոտենցիալ շուկաների չափի և արդյունաբերության տեխնոլոգիական պահանջների վրա՝ օգտագործելու մաքուր ջրածնի մատակարարման հեռանկարային աճը16:Մաքուր ջրածնի ներուժը հասկանալը ածխածնի գլոբալ չեզոքությունը զարգացնելու համար էապես կողմնակալ կլինի, եթե վերլուծությունները սահմանափակվեն հիմնականում դրա արտադրության ծախսերով, միայն բարենպաստ հատվածների կողմից դրա սպառմամբ և զարգացած տնտեսություններում դրա կիրառմամբ: Մաքուր ջրածնի վերաբերյալ գոյություն ունեցող գրականությունը կենտրոնացած է: հիմնականում արտադրության տեխնոլոգիական տարբերակների վրա՝ առաջարկի կողմի ծախսերի վերլուծությամբ15:(Այս աշխատության մեջ «մաքուր» ջրածինը ներառում է և՛ «կանաչ» և «կապույտ» ջրածինը, առաջինը արտադրվում է ջրի էլեկտրոլիզի միջոցով՝ օգտագործելով վերականգնվող էներգիա, իսկ երկրորդը ստացվում է հանածո վառելիքից, բայց ածխաթթվացված է CCUS-ով:) Ջրածնի պահանջարկի քննարկումը հիմնականում կենտրոնացած է. Զարգացած երկրներում տրանսպորտային ոլորտը, մասնավորապես, ջրածնային վառելիքի բջիջներով տրանսպորտային միջոցները16,17.Ծանր արդյունաբերության ածխաթթվացման ճնշումները հետ են մնացել ճանապարհային տրանսպորտի հետ համեմատած՝ արտացոլելով սովորական ենթադրություններն այն մասին, որ ծանր արդյունաբերությունը հատկապես դժվար կլինի թուլացնել մինչև նոր տեխնոլոգիական նորարարությունների ի հայտ գալը:Մաքուր (հատկապես կանաչ) ջրածնի ուսումնասիրությունները ցույց են տվել նրա տեխնոլոգիական հասունությունը և ծախսերի նվազումը17, սակայն անհրաժեշտ են հետագա ուսումնասիրություններ, որոնք կենտրոնացած են պոտենցիալ շուկաների չափի և արդյունաբերության տեխնոլոգիական պահանջների վրա՝ օգտագործելու մաքուր ջրածնի մատակարարման հեռանկարային աճը16:Ածխածնի գլոբալ չեզոքությունը զարգացնելու համար մաքուր ջրածնի ներուժը հասկանալն ի սկզբանե կողմնակալ կլինի, եթե վերլուծությունները սահմանափակվեն հիմնականում դրա արտադրության ծախսերով, միայն բարենպաստ հատվածների կողմից դրա սպառմամբ և զարգացած տնտեսություններում կիրառմամբ:

Մաքուր ջրածնի հնարավորությունների գնահատումը կախված է ողջ էներգետիկ համակարգի և տնտեսության համար որպես այլընտրանքային վառելիքի և քիմիական հումքի նրա հեռանկարային պահանջների վերանայումից՝ ներառյալ ազգային տարբեր հանգամանքները հաշվի առնելը:Մինչ օրս չկա նման համապարփակ ուսումնասիրություն Չինաստանի զուտ զրոյական ապագայում մաքուր ջրածնի դերի վերաբերյալ:Այս հետազոտական ​​բացը լրացնելը կօգնի ավելի հստակ ճանապարհային քարտեզ կազմել Չինաստանի CO2-ի արտանետումների կրճատման համար, թույլ կտա գնահատել 2030 և 2060 թվականների ածխաթթվացման խոստումների իրագործելիությունը և ուղեցույց տրամադրել ծանր արդյունաբերության խոշոր ոլորտներ ունեցող զարգացող այլ զարգացող տնտեսությունների համար:

12

 

Նկ.1 |Հիմնական երկրների ածխածնի արտանետումները և ջրածնի վերլուծական մեխանիզմը էներգետիկ համակարգում:ա՝ Չինաստանի ածխածնի արտանետումները 2019 թվականին՝ համեմատած Միացյալ Նահանգների, Եվրոպայի, Ճապոնիայի և Հնդկաստանի հետ՝ ըստ վառելիքի։2019 թվականին ածխի այրումը ածխածնի արտանետումների ամենամեծ մասնաբաժինն է վերցրել Չինաստանում (79,62%) և Հնդկաստանում (70,52%), իսկ նավթի այրումը ամենաշատը նպաստել է ածխածնի արտանետմանը Միացյալ Նահանգներում (41,98%) և Եվրոպայում (41,27%):բ, Չինաստանի ածխածնի արտանետումները 2019 թվականին՝ համեմատած Միացյալ Նահանգների, Եվրոպայի, Ճապոնիայի և Հնդկաստանի հետ՝ ըստ ոլորտների:Արտանետումները ցուցադրվում են ձախ կողմում, իսկ համամասնությունը՝ աջում՝ a և b-ում:Չինաստանում (28.10%) և Հնդկաստանում (24.75%) արդյունաբերությունից ածխածնի արտանետումների մասնաբաժինը շատ ավելի բարձր է եղել, քան ԱՄՆ-ում (9.26%) և Եվրոպայում (13.91%) 2019 թվականին: գ, Ջրածնի տեխնոլոգիաներով կիրառվող տեխնիկական ուղին HTA հատվածները.SMR, գոլորշու մեթանի բարեփոխում;PEM էլեկտրոլիզ, պոլիմերային էլեկտրոլիտային թաղանթային էլեկտրոլիզ;PEC գործընթաց, ֆոտոէլեկտրաքիմիական գործընթաց:
Այս ուսումնասիրությունը փորձում է պատասխանել երեք հիմնական հարցումների:Նախ, որո՞նք են ՀՏԱ հատվածների ածխաթթվացման հիմնական մարտահրավերները զարգացող երկրներում, ինչպիսին է Չինաստանը, որը տարբերվում է զարգացած երկրներից:Արդյո՞ք ներկայիս մեղմացման տեխնոլոգիաները HTA հատվածներում (հատկապես ծանր արդյունաբերության) բավական արդյունավետ են Չինաստանի ածխածնային չեզոքության հասնելու համար մինչև 2060 թվականը:Երկրորդ, որո՞նք են մաքուր ջրածնի հեռանկարային դերերը՝ որպես և՛ էներգիայի կրիչ, և՛ հումք ՀՏԱ հատվածներում, հատկապես Չինաստանում և այլ զարգացող երկրներում, որոնք նոր են սկսել մուտք գործել դրա հեռանկարային արտադրությունն ու օգտագործումը:Վերջապես, հիմնված Չինաստանի ողջ էներգետիկ համակարգի դինամիկ օպտիմալացման վրա
Այդ դեպքում, արդյոք մաքուր ջրածնի համատարած կիրառումը HTA հատվածներում ծախսարդյունավետ կլինի՝ համեմատած այլ տարբերակների հետ:
Այստեղ մենք կառուցում ենք ինտեգրված էներգետիկ համակարգի մոդել՝ ներառելով ինչպես առաջարկը, այնպես էլ պահանջարկը տարբեր ոլորտներում՝ վերլուծելու Չինաստանի ողջ տնտեսության մեջ մաքուր ջրածնի հեռանկարային ծախսարդյունավետությունը և դերերը՝ շեշտը դնելով թերուսումնասիրված HTA հատվածների վրա (նկ. 1c):
3

Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-03-2023
Փնտրու՞մ եք լրացուցիչ տեղեկություններ DET Power-ի պրոֆեսիոնալ արտադրանքների և էներգիայի լուծումների մասին:Մենք ունենք փորձառու թիմ, որը պատրաստ է միշտ օգնել ձեզ:Խնդրում ենք լրացնել ձևը, և ​​մեր վաճառքի ներկայացուցիչը շուտով կկապվի ձեզ հետ: