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港科大研究提出策略性排放標準,助力減碳排放
2024年07月25日 09:54:32 來源:化工儀器網 作者:楊 點擊量:5468

近日,香港科技大學(簡稱“港科大”)環境及可持續發展學部助理教授盧中銘、公共政策學部助理教授Magdalena Klemun團隊提出制定策略性綠氫碳排放標準,能推動制氨工業經濟近100%減碳,同時避免土地資源緊張和電網擁塞等問題。該研究確定了最優成本的制氨工業產氫設施和排放標準。

  【化工儀器網 行業百態】隨著全球對氣候變化的關注日益加深,制氨工業作為重要的基礎化工產業,其減碳路徑成為研究熱點。
 
  氨生產主要依賴化石燃料制氫,歐洲每年產生3600萬公噸的二氧化碳排放。通過水電解產生綠氫,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生。
 
  然而,向低碳氫能轉型仍存在經濟和運輸的巨大挑戰,尤其是電網產生綠氫。此外,可再生資源的供應及當地電力生產的碳強度,使得排放標準和生產成本之間的關聯機制尚不明確。
 
  近日,香港科技大學(簡稱“港科大”)環境及可持續發展學部助理教授盧中銘、公共政策學部助理教授Magdalena Klemun團隊提出制定策略性綠氫碳排放標準,能推動制氨工業經濟近100%減碳,同時避免土地資源緊張和電網擁塞等問題。該研究確定了最優成本的制氨工業產氫設施和排放標準。
 
  港科大研究團隊與蘇黎世聯邦理工學院合作,利用歐洲38個地區在2024至2050年的高分辨率再生能源數據,探討歐洲一系列排放標準對生產成本的影響,以及向再生能源電解制氫轉型的可行性。盡管數據來源和結果僅針對歐盟,但其他地區的難減排產業在轉型使用低碳燃料時,該研究的方法和思路同樣具有參考意義。
 
  研究結果顯示,通過水電解產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,即使不強制執行排放限制,電解氫的生產成本也能與SMR生產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100%的減排目標,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,這可能對部分地區的轉型構成障礙。不過,研究團隊進一步指出,通過技術創新和廠房設計的優化,可以有效降低生產成本。增加工廠的靈活性,特別是在離網工廠中,可以顯著降低成本,平均降幅可達32%。這種靈活性設計使工廠能夠更好地適應波動的可再生能源供應,減少對傳統電網的依賴。
 
  相關研究成果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)上發表。

 

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