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港科大研究提出策略性排放標(biāo)準(zhǔn),助力減碳排放
2024年07月25日 09:54:32 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:楊 點擊量:5478

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(tuán)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(jì)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)。

  【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?xì)淠苻D(zhuǎn)型仍存在經(jīng)濟(jì)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ιa(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(tuán)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(jì)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(tuán)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(dá)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(tuán)隊進(jìn)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(dá)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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