港科大研究提出策略性排放標(biāo)準(zhǔn)，助力減碳排放
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注日益加深，制氨工業(yè)作為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)，其減碳路徑成為研究熱點。
氨生產(chǎn)主要依賴化石燃料制氫，歐洲每年產(chǎn)生3600萬公噸的二氧化碳排放。通過水電解產(chǎn)生綠氫，可大幅減少碳排放，因為它只需要電力，而電力由可再生能源產(chǎn)生。
然而，向低碳氫能轉(zhuǎn)型仍存在經(jīng)濟和運輸?shù)木薮筇魬?zhàn)，尤其是電網(wǎng)產(chǎn)生綠氫。此外，可再生資源的供應(yīng)及當(dāng)?shù)仉娏ιa(chǎn)的碳強度，使得排放標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)成本之間的關(guān)聯(lián)機制尚不明確。
近日，香港科技大學(xué)(簡稱“港科大”)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展學(xué)部助理教授盧中銘、公共政策學(xué)部助理教授Magdalena Klemun團隊提出制定策略性綠氫碳排放標(biāo)準(zhǔn)，能推動制氨工業(yè)經(jīng)濟近100%減碳，同時避免土地資源緊張和電網(wǎng)擁塞等問題。該研究確定了最優(yōu)成本的制氨工業(yè)產(chǎn)氫設(shè)施和排放標(biāo)準(zhǔn)。
港科大研究團隊與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院合作，利用歐洲38個地區(qū)在2024至2050年的高分辨率再生能源數(shù)據(jù)，探討歐洲一系列排放標(biāo)準(zhǔn)對生產(chǎn)成本的影響，以及向再生能源電解制氫轉(zhuǎn)型的可行性。盡管數(shù)據(jù)來源和結(jié)果僅針對歐盟，但其他地區(qū)的難減排產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型使用低碳燃料時，該研究的方法和思路同樣具有參考意義。
研究結(jié)果顯示，通過水電解產(chǎn)生的綠氫可以顯著降低碳排放，平均減排率可達85%(基于電網(wǎng)價格和碳強度，范圍在36%至100%之間)。在可再生能源豐富的地區(qū)，即使不強制執(zhí)行排放限制，電解氫的生產(chǎn)成本也能與SMR生產(chǎn)的氫氣保持成本競爭力，平均氫成本約為4.1歐元/公斤。然而，若要實現(xiàn)100%的減排目標(biāo)，則氫成本將上升至6.3歐元/公斤，同時需要大幅增加可再生能源的安裝面積，這可能對部分地區(qū)的轉(zhuǎn)型構(gòu)成障礙。不過，研究團隊進一步指出，通過技術(shù)創(chuàng)新和廠房設(shè)計的優(yōu)化，可以有效降低生產(chǎn)成本。增加工廠的靈活性，特別是在離網(wǎng)工廠中，可以顯著降低成本，平均降幅可達32%。這種靈活性設(shè)計使工廠能夠更好地適應(yīng)波動的可再生能源供應(yīng)，減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。
相關(guān)研究成果Effects of emissions caps on the costs and feasibility of low-carbon hydrogen in the European ammonia industry于近日在國際期刊《自然—通訊》( nature communications)上發(fā)表。
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