Վերլուծության արդյունքները ցույց են տալիս, որ միայն CCUS-ի և NETs-ի հետ համատեղ էներգաարդյունավետության բարելավման վրա հույսը հազիվ թե ծախսարդյունավետ ուղի լինի Չինաստանի HTA հատվածների, հատկապես ծանր արդյունաբերության, խորը ածխաթթվացման համար:Ավելի կոնկրետ, մաքուր ջրածնի համատարած կիրառումը HTA հատվածներում կարող է օգնել Չինաստանին հասնել ածխածնի չեզոքության ծախսերի արդյունավետության՝ համեմատած առանց մաքուր ջրածնի արտադրության և օգտագործման սցենարի:Արդյունքները ամուր ուղեցույց են տալիս Չինաստանի HTA-ի ածխաթթվացման ուղու համար և արժեքավոր հղում նմանատիպ մարտահրավերների առջև ծառացած այլ երկրների համար:
HTA արդյունաբերական հատվածների ածխաթթվացում մաքուր ջրածնով
Մենք իրականացնում ենք Չինաստանի համար ածխածնի չեզոքության մեղմացման ուղիների ինտեգրված նվազագույն ծախսերի օպտիմալացում 2060 թվականին: Չորս մոդելավորման սցենարներ սահմանված են Աղյուսակ 1-ում. զրոյական արտանետումներ առանց ջրածնի կիրառման (ZERO-NH) և զուտ զրոյական արտանետումներ մաքուր ջրածնի դեպքում (ZERO-H):Այս ուսումնասիրության HTA ոլորտները ներառում են ցեմենտի, երկաթի և պողպատի և հիմնական քիմիական նյութերի (ներառյալ ամոնիակ, սոդա և կաուստիկ սոդա) արդյունաբերական արտադրությունը և ծանր բեռնափոխադրումները, ներառյալ բեռնափոխադրումները և ներքին բեռնափոխադրումները:Ամբողջական մանրամասները ներկայացված են Մեթոդներ բաժնում և Լրացուցիչ Ծանոթագրություններ 1–5-ում:Ինչ վերաբերում է երկաթի և պողպատի հատվածին, ապա Չինաստանում առկա արտադրության գերակշռող մասնաբաժինը (89,6%) թթվածնային պայթուցիկ վառարանի հիմնական պրոցեսն է, որը կարևոր մարտահրավեր է դրա խորը ածխաթթվացման համար:
Արդյունաբերություն.Էլեկտրական աղեղային վառարանների գործընթացը 2019 թվականին կազմել է Չինաստանի ընդհանուր արտադրության միայն 10,4%-ը, ինչը 17,5%-ով պակաս է համաշխարհային միջին բաժնեմասից և 59,3%-ով պակաս, քան Միացյալ Նահանգների համար18:Մենք վերլուծել ենք պողպատի արտադրության արտանետումների նվազեցման 60 հիմնական տեխնոլոգիաներ մոդելում և դասակարգել դրանք վեց կատեգորիաների (Նկար 2ա).Համեմատելով ZERO-H-ի համակարգի ծախսերի օպտիմալացումները NDC և ZERO-NH սցենարների հետ, ցույց է տալիս, որ մաքուր ջրածնի տարբերակների ներառումը կհանգեցնի ածխածնի զգալի կրճատման՝ կապված երկաթի (ջրածին-DRI) ուղղակի կրճատման գործընթացների ներդրման հետ:Նկատի ունեցեք, որ ջրածինը կարող է ծառայել ոչ միայն որպես էներգիայի աղբյուր պողպատի արտադրության մեջ, այլ նաև որպես ածխածնի նվազեցնող նյութ՝ լրացուցիչ հիմունքներով Պայթուցիկ վառարան-Հիմնական թթվածնային վառարան (BF-BOF) գործընթացում և 100% ջրածին-DRI երթուղում:ZERO-H-ի դեպքում BF-BOF-ի մասնաբաժինը 2060 թվականին կկրճատվի մինչև 34%, 45% էլեկտրական աղեղային վառարանով և 21% ջրածնի-DRI, իսկ մաքուր ջրածինը կապահովի ոլորտի վերջնական էներգիայի ընդհանուր պահանջարկի 29%-ը:Արևային և քամու էներգիայի ցանցի գնով, որը ակնկալվում էկնվազի մինչև 38–40 ՄՎտժ–1 ԱՄՆ դոլար 205019 թվականին, կանաչ ջրածնի արժեքը
նույնպես կնվազի, և 100% ջրածին-DRI երթուղին կարող է ավելի կարևոր դեր խաղալ, քան նախկինում ճանաչված էր:Ինչ վերաբերում է ցեմենտի արտադրությանը, մոդելը ներառում է 47 հիմնական մեղմացման տեխնոլոգիաներ արտադրական գործընթացներում, որոնք դասակարգված են վեց կատեգորիաների (Լրացուցիչ աղյուսակներ 2 և 3). Նկար 2բ):Արդյունքները ցույց են տալիս, որ էներգաարդյունավետության բարելավված տեխնոլոգիաները կարող են նվազեցնել ցեմենտի ոլորտում CO2-ի ընդհանուր արտանետումների միայն 8-10%-ը, իսկ թափոն-ջերմային համակցված արտադրության և թթվածնային վառելիքի տեխնոլոգիաները կունենան սահմանափակ մեղմացնող ազդեցություն (4-8%):Կլինկեր-ցեմենտ հարաբերակցությունը նվազեցնելու տեխնոլոգիաները կարող են բերել ածխածնի համեմատաբար բարձր մեղմացում (50–70%), հիմնականում ներառյալ ածխաջրածին հումքը՝ կլինկերի արտադրության համար՝ օգտագործելով հատիկավոր պայթուցիկ վառարանի խարամ, թեև քննադատները կասկածում են, թե արդյոք ստացված ցեմենտը կպահպանի իր էական հատկությունները:Սակայն ներկայիս արդյունքները ցույց են տալիս, որ ջրածնի օգտագործումը CCUS-ի հետ միասին կարող է օգնել ցեմենտի հատվածին հասնել CO2-ի գրեթե զրոյական արտանետումների 2060 թվականին:
ZERO-H սցենարի դեպքում ցեմենտի արտադրության մեջ գործում են ջրածնի վրա հիմնված 20 տեխնոլոգիաներ (մեղմացման 47 տեխնոլոգիաներից):Մենք գտնում ենք, որ ջրածնի տեխնոլոգիաների ածխածնի նվազեցման միջին արժեքը ավելի ցածր է, քան CCUS-ի և վառելիքի փոխարկման սովորական մոտեցումները (նկ. 2b):Ավելին, ակնկալվում է, որ կանաչ ջրածինը 2030 թվականից հետո ավելի էժան կլինի, քան կապույտ ջրածինը, ինչպես մանրամասն քննարկվում է ստորև, մոտավորապես 0,7–1,6 ԱՄՆ դոլար կգ–1 H2 (հղում. 20)՝ բերելով CO2-ի զգալի կրճատումներ ցեմենտի արտադրության մեջ արդյունաբերական ջերմության ապահովման հարցում։ .Ընթացիկ արդյունքները ցույց են տալիս, որ այն կարող է նվազեցնել Չինաստանի արդյունաբերության ջեռուցման գործընթացից CO2-ի 89–95%-ը (նկ. 2b, տեխնոլոգիաներ
28–47), որը համապատասխանում է Ջրածնի խորհրդի 84–92% գնահատականին (հղում 21):Կլինկերի գործընթացում CO2-ի արտանետումները պետք է նվազեցվեն CCUS-ի կողմից և՛ ZERO-H, և՛ ZERO-NH-ում:Մենք նաև մոդելավորում ենք ջրածնի օգտագործումը որպես հումք ամոնիակի, մեթանի, մեթանոլի և մոդելի նկարագրության մեջ թվարկված այլ քիմիական նյութերի արտադրության մեջ:ԶՐՈ-H սցենարի դեպքում 2060 թվականին գազի վրա հիմնված ամոնիակի արտադրությունը ջրածնի ջերմությամբ կհավաքի ընդհանուր արտադրության 20% մասնաբաժինը (Նկար 3 և Լրացուցիչ Աղյուսակ 4):Մոդելը ներառում է մեթանոլի արտադրության չորս տեխնոլոգիաներ՝ ածուխից մեթանոլ (CTM), կոքս գազից մեթանոլ (CGTM), բնական գազից մեթանոլ (NTM) և CGTM/NTM ջրածնի ջերմությամբ։ZERO-H սցենարով, CGTM/NTM ջրածնի ջերմությամբ կարող է հասնել 21% արտադրության մասնաբաժնի 2060 թվականին (նկ. 3):Քիմիական նյութերը նաև ջրածնի պոտենցիալ էներգիա կրողներ են։Մեր ինտեգրված վերլուծության հիման վրա ջրածինը մինչև 2060 թվականը կարող է կազմել քիմիական արդյունաբերության ջերմամատակարարման վերջնական էներգիայի սպառման 17%-ը: Կենսաէներգիայի (18%) և էլեկտրաէներգիայի (32%), ջրածինը մեծ դեր ունի 
Չինաստանի HTA քիմիական արդյունաբերության ածխաթթվացում (նկ. 4ա):
Նկ.2 |Ածխածնի նվազեցման ներուժը և հիմնական մեղմացման տեխնոլոգիաների նվազեցման ծախսերը:ա, պողպատի արտադրության արտանետումների նվազեցման 60 հիմնական տեխնոլոգիաների վեց կատեգորիա:բ, ցեմենտի արտանետումների նվազեցման 47 հիմնական տեխնոլոգիաների վեց կատեգորիաներ:Տեխնոլոգիաները թվարկված են ըստ թվերի, համապատասխան սահմանումներով ներառված են Լրացուցիչ Աղյուսակ 1-ում a-ի և Լրացուցիչ Աղյուսակ 2-ում՝ b-ի համար:Յուրաքանչյուր տեխնոլոգիայի տեխնոլոգիական պատրաստվածության մակարդակները (TRL) նշվում են. TRL3, հայեցակարգ;TRL4, փոքր նախատիպ;TRL5, մեծ նախատիպ;TRL6, ամբողջական նախատիպը մասշտաբով;TRL7, նախնական առևտրային ցուցադրություն;TRL8, ցուցադրություն;TRL10, վաղ ընդունում;TRL11, հասուն.
Մաքուր ջրածնով HTA-ի փոխադրման եղանակների ածխաթթվացում Մոդելավորման արդյունքների հիման վրա ջրածինը նաև մեծ ներուժ ունի Չինաստանի տրանսպորտի ոլորտը ածխաթթվացնելու համար, թեև դրա համար ժամանակ կպահանջվի:Ի լրումն LDV-ների, մոդելում վերլուծված տրանսպորտային այլ եղանակները ներառում են նավատորմի ավտոբուսներ, բեռնատարներ (թեթև/փոքր/միջին/ծանր), ներքին բեռնափոխադրումներ և երկաթուղիներ, որոնք ընդգրկում են Չինաստանի փոխադրումների մեծ մասը:LDV-ների համար էլեկտրական մեքենաները, կարծես, ապագայում կմնան գնային մրցունակ:ZERO-H-ում ջրածնի վառելիքային բջիջների (HFC) ներթափանցումը LDV շուկա կհասնի ընդամենը 5%-ի 2060 թվականին (նկ. 3):Այնուամենայնիվ, նավատորմի ավտոբուսների համար HFC ավտոբուսները ծախսերով ավելի մրցունակ կլինեն, քան էլեկտրական այլընտրանքները 2045 թվականին և կկազմեն ընդհանուր պարկի 61%-ը 2060 թվականին ZERO-H սցենարով, իսկ մնացածը՝ էլեկտրական (Նկար 3):Ինչ վերաբերում է բեռնատարներին, ապա արդյունքները տարբերվում են ըստ բեռնվածքի արագության:Մինչև 2035 թվականը ZERO-NH-ում էլեկտրական շարժիչը կվարի թեթև բեռնատարների ընդհանուր պարկի կեսից ավելին:Սակայն ZERO-H-ում HFC թեթև բեռնատարներն ավելի մրցունակ կլինեն, քան էլեկտրական թեթև բեռնատարները մինչև 2035 թվականը և մինչև 2060 թվականը կկազմեն շուկայի 53%-ը: Ինչ վերաբերում է ծանր բեռնատարներին, ապա HFC ծանր բեռնատարները կհասնեն 66%-ի: շուկա 2060 թվականին ZERO-H սցենարով:Դիզելային/բիոդիզել/CNG (սեղմված բնական գազ) HDV-ները (ծանր բեռնատար մեքենաներ) շուկան դուրս կգան 2050 թվականից հետո և՛ ZERO-NH, և՛ ZERO-H սցենարներով (նկ. 3):HFC մեքենաները լրացուցիչ առավելություն ունեն էլեկտրական մեքենաների նկատմամբ՝ ցուրտ պայմաններում իրենց ավելի լավ կատարողականությամբ, ինչը կարևոր է հյուսիսային և արևմտյան Չինաստանում:Բացի ավտոմոբիլային տրանսպորտից, մոդելը ցույց է տալիս ջրածնի տեխնոլոգիաների լայն կիրառում զրոյական-H սցենարով բեռնափոխադրումների մեջ:Չինաստանի ներքին բեռնափոխադրումները շատ էներգատար են և հատկապես դժվարին ածխաթթուացման խնդիր:Մաքուր ջրածինը, հատկապես որպես ա
հումք ամոնիակի համար, ապահովում է առաքման ածխաթթվացման տարբերակ:Նվազագույն ծախսատար լուծումը զրոյական-H սցենարով հանգեցնում է 65% ներթափանցման ամոնիակով վառելիքով և 12% ջրածնային վառելիքով աշխատող նավերի 2060 թվականին (նկ. 3):Այս սցենարում 2060 թվականին ջրածինը կկազմի ամբողջ տրանսպորտի ոլորտի վերջնական էներգիայի սպառման միջինը 56%-ը: Մենք նաև մոդելավորել ենք ջրածնի օգտագործումը բնակարանների ջեռուցման մեջ (Լրացուցիչ նշում 6), սակայն դրա ընդունումը աննշան է, և այս փաստաթուղթը կենտրոնանում է ջրածնի օգտագործումը HTA արդյունաբերություններում և ծանր տրանսպորտում:Մաքուր ջրածնի օգտագործմամբ ածխածնի չեզոքության ծախսերի խնայողություն Չինաստանի ածխածնային չեզոք ապագան կբնութագրվի վերականգնվող էներգիայի գերակայությամբ՝ ածխից առաջնային էներգիայի սպառման աստիճանական հեռացմամբ (նկ. 4):Ոչ հանածո վառելիքները կազմում են առաջնային էներգիայի խառնուրդի 88%-ը 2050 թվականին և 93%-ը 2060 թվականին՝ ZERO-H-ի պայմաններում: Քամին և արևը կապահովեն առաջնային էներգիայի սպառման կեսը 2060 թվականին: Միջին հաշվով, ազգային մակարդակում մաքուր ջրածնի մասնաբաժինը ընդհանուր վերջնական էներգիայի մեջ: սպառումը (TFEC) կարող է հասնել 13%-ի 2060 թվականին: Հաշվի առնելով տարածաշրջանային տարասեռությունը հիմնական արդյունաբերություններում ըստ տարածաշրջանների (Լրացուցիչ աղյուսակ 7), կան տասը նահանգներ, որոնց ջրածնի մասնաբաժինը TFEC-ից բարձր է ազգային միջինից, ներառյալ Ներքին Մոնղոլիան, Ֆուջյանը, Շանդունը: և Գուանդունը, որը պայմանավորված է հարուստ արևային և ցամաքային և ծովային հողմային ռեսուրսներով և/կամ ջրածնի բազմաթիվ արդյունաբերական պահանջներով:ZERO-NH սցենարում մինչև 2060 թվականը ածխածնի չեզոքության հասնելու համար կուտակային ներդրումային արժեքը կկազմի 20,63 տրիլիոն դոլար կամ համախառն ներքին արդյունքի (ՀՆԱ) 1,58%-ը 2020-2060 թվականների համար:Միջին լրացուցիչ ներդրումները տարեկան կտրվածքով կկազմեն մոտ 516 միլիարդ ԱՄՆ դոլար տարեկան:Այս արդյունքը համահունչ է մինչև 2050 թվականը Չինաստանի 15 տրիլիոն դոլար արժողությամբ մեղմացման ծրագրին, որը տարեկան միջինը կազմում է 500 միլիարդ ԱՄՆ դոլար (հղում. 22):Այնուամենայնիվ, մաքուր ջրածնի տարբերակների ներմուծումը Չինաստանի էներգետիկ համակարգ և արդյունաբերական հումք ZERO-H սցենարով հանգեցնում է 2060 թվականին 18,91 տրիլիոն ԱՄՆ դոլարի կուտակային ներդրումների էականորեն ավելի ցածր մակարդակի և տարեկան2060 թվականին ներդրումները կնվազեն ՀՆԱ-ի 1%-ից պակաս (նկ.4).Ինչ վերաբերում է ՀՏԱ հատվածներին, ապա դրանցում տարեկան ներդրումային արժեքըոլորտները կկազմեն տարեկան մոտ 392 միլիարդ ԱՄՆ դոլար ZERO-NH-ումսցենար, որը համահունչ է էներգիայի կանխատեսմանըԱնցումային հանձնաժողով (400 միլիարդ ԱՄՆ դոլար) (հղում. 23).Այնուամենայնիվ, եթե մաքուր է
ջրածինը ներառված է էներգետիկ համակարգում և քիմիական հումքի մեջ, ZERO-H սցենարը ցույց է տալիս, որ HTA հատվածներում տարեկան ներդրումային արժեքը կարող է կրճատվել մինչև 359 միլիարդ ԱՄՆ դոլար՝ հիմնականում նվազեցնելով կախվածությունը թանկարժեք CCUS-ից կամ NET-ներից:Մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ մաքուր ջրածնի օգտագործումը կարող է խնայել 1,72 տրիլիոն ԱՄՆ դոլար ներդրումային ծախսեր և խուսափել համախառն ՀՆԱ-ի 0,13% կորուստից (2020–2060 թթ.)՝ մինչև 2060 թվականն առանց ջրածնի ճանապարհի համեմատ:
Նկար 3 |Տեխնոլոգիաների ներթափանցում բնորոշ HTA հատվածներում:Արդյունքներ BAU, NDC, ZERO-NH և ZERO-H սցենարներով (2020–2060):Յուրաքանչյուր նշաձողային տարում տարբեր հատվածներում հատուկ տեխնոլոգիայի ներթափանցումը ցուցադրվում է գունավոր գծերով, որտեղ յուրաքանչյուր բարը ներթափանցման տոկոս է մինչև 100% (ամբողջովին ստվերավորված վանդակի համար):Տեխնոլոգիաները հետագայում դասակարգվում են ըստ տարբեր տեսակների (ցուցված է լեգենդներում):CNG, սեղմված բնական գազ;LPG, հեղուկ նավթային գազ;LNG, հեղուկ բնական գազ;w/wo, հետ կամ առանց;EAF, էլեկտրական աղեղային վառարան;NSP, նոր կասեցման նախատաքացուցիչ չոր գործընթաց;WHR, թափոնների ջերմության վերականգնում:
Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-13-2023
