Breaking the hard-to-abate bottleneck in China‘s path to carbon neutrality with clean hydrogen（1）

Bi hîdrojena paqij di rêça Chinaînê ya berbi bêalîbûna karbonê de şikestina stûna ku dijwar tê kêm kirin

Welatên wekî Chinaîn di rêyên xwe yên bêalîbûna karbonê de bi tengasiyekê re rû bi rû ne: kêmkirina emîsyonên di pîşesaziyên giran de û veguheztina giran.Çend lêkolînên kûr ên li ser rola paşerojê ya hîdrojena paqij di van sektorên 'zehmet-avêtin' (HTA) de hene.Li vir em analîzek modela herî kêm-mesrefa dînamîkî ya yekbûyî pêk tînin.Encam destnîşan dikin ku, yekem, hîdrojena paqij dikare hem hilgirê enerjiyê û hem jî xwarina sereke be ku dikare bi girîngî belavbûna karbonê ya pîşesaziya giran kêm bike.Di heman demê de ew dikare heya sala 2060-an ji sedî 50 fîloya kamyon û otobusên giran ên Chinaînê sotemeniyê bike û beşên girîng ên barkêşiyê jî bike.Ya duyemîn, senaryoyek hîdrojena paqij a rastîn a ku di sala 2060-an de digihîje 65,7 Mt hilberînê, dikare ji senaryoya bê-hîdrojenê 1,72 trîlyon dolar veberhênana nû dûr bixe.Ev lêkolîn delîlên li ser nirxa hîdrojena paqij a di sektorên HTA de peyda dike ji bo Chinaîn û welatên ku di kêmkirina emîsyonê de ji bo bidestxistina armancên net-sifir bi kêşeyên wekhev re rû bi rû ne.

Serdestkirina bêalîbûna karbonê mîsyonek gerdûnî ya lezgîn e, lê rêyek 'yek-qedirê' tune ku neteweyên mezin ên emîdkar bigihîjin vê armancê1,2.Piraniya neteweyên pêşkeftî, wek Dewletên Yekbûyî û yên li Ewropayê, stratejiyên bonkirina dekarê dişopînin ku bi taybetî li ser fîloyên mezin ên wesayîtên sivik (LDV), hilberîna hêza elektrîkê, çêkirin û avahiyên bazirganî û niştecîbûnê, çar sektorên ku bi hev re hesab dikin. pirraniya belavbûna karbonê ya wan3,4.Berevajî vê yekê, emînerên mezin ên welatên pêşkeftî, wek Chinaîn, xwedan aboriyên pir cûda û strukturên enerjiyê ne, ku ne tenê di warê sektora de, lê di heman demê de di bicîhkirina stratejîk a teknolojiyên karbona sifir de jî hewceyê pêşiyên dekarbonîzasyonê yên cihê ne.

Cûdahiyên sereke yên profîlên emîsyonên karbonê yên Chinaînê li gorî yên aboriyên rojavayî, ji bo pîşesaziyên giran pareyên belavbûnê pir mezintir in û ji bo LDV û karanîna enerjiyê di avahiyan de perçeyên pir piçûktir in (Hêjî. 1).Çîn di warê hilberîna çîmento, hesin û pola, madeyên kîmyewî û malzemeyên avahîsaziyê de, ji bo germahiya pîşesaziyê û hilberîna koksê rêjeyên mezin komirê vedixwe, di cîhanê de di rêza yekem de ye.Pîşesaziya giran 31% ji gazên giştî yên niha yên Chinaînê beşdar dike, pişkek ku 8% ji navîniya cîhanê (23%), 17% ji ya Dewletên Yekbûyî (14%) û 13% ji ya Yekîtiya Ewropî mezintir e. (18%) (ref.5).

Çîn soz daye ku emîsyonên xwe yên karbonê berî sala 2030-an bilind bike û berî sala 2060-an bigihîje bêalîbûna karbonê. Van sozên avhewayê pesnê berbelav girtin lê di heman demê de pirsan li ser feydebûna wan jî anîn ziman6, beşek ji ber rola sereke ya 'ji kêmkirina dijwar' (HTA) pêvajoyên di aboriya Çînê de.Van pêvajoyan bi taybetî di pîşesaziya giran de karanîna enerjiyê û veguheztina erkên giran ên ku dê dijwar be elektrîk kirin (û bi vî rengî rasterast veguheztina hêza nûvekirî) û pêvajoyên pîşesaziyê naha ji bo xwarinên kîmyewî bi sotemeniyên fosîl ve girêdayî ne. Çend lêkolînên vê dawiyê hene1- 3 ji bo plansaziya giştî ya pergala enerjiyê ya Chinaînê lê bi analîzên tixûbdar ên sektorên HTA-yê vekolîna rêyên bonîzasyona dekar berbi bêalîbûna karbonê.Di qada navneteweyî de, çareseriyên kêmkirina potansiyel ên ji bo sektorên HTA di salên dawî de dest pê kirine ku balê bikişîne7-14.Dekarbonîzasyona sektorên HTA-yê dijwar e ji ber ku dijwar e ku ew bi tevahî û / an jî lêçûnek bi bandor elektrîk bikin7,8.Åhman tekez kir ku girêdayîbûna rê pirsgirêka sereke ya sektorên HTA ye û ku ji bo teknolojiyên pêşkeftî dîtin û plansaziya demdirêj hewce ye ku sektorên HTA, nemaze pîşesaziyên giran, ji girêdayiya fosîlan vekin9.Lêkolînan malzemeyên nû û çareseriyên kêmkirinê yên têkildarî girtina karbonê, bikar anîn û/an hilanînê (CCUS) û teknolojiyên belavbûna neyînî (NET) vekolandine 10,11. Ji kêmanî yek lêkolînê qebûl dike ku divê ew di plansaziya demdirêj de jî bêne hesibandin11.Di Rapora Nirxandina Şeşemîn a Panelê ya Navdewletî ya li ser Guhertina Avhewayê ya ku vê dawiyê hat weşandin de, karanîna hîdrojena 'emeliyata kêm' wekî yek ji çareseriyên kêmkirina bingehîn ji bo gelek beşan ji bo bidestxistina paşerojek net-sifir emîsyonê hate nas kirin12.

Wêjeya heyî ya li ser hîdrojena paqij bi giranî li ser vebijarkên teknolojiya hilberînê bi analîzên lêçûnên ji aliyê peydakirinê ve tê sekinîn15.(Hîdrojena 'paqij' di vê gotarê de hem hîdrojena 'kesk' û hem jî 'şîn' vedihewîne, ya berê bi elektrolîza avê bi karanîna hêza nûjen tê hilberandin, ya paşîn ji sotemeniyên fosîl tê hilberandin lê bi CCUS-ê dekarbonîzekirî ye.) Gotûbêja daxwaziya hîdrojenê bi giranî li ser tê sekinandin. sektora veguheztinê li welatên pêşkeftî-bi taybetî wesayîtên hucreya sotemeniya hîdrojenê16,17.Zextên ji bo dekarbonîzekirina pîşesaziyên giran li gorî yên ji bo veguheztina rê dereng maye, ku texmînên kevneşopî nîşan dide ku pîşesaziya giran dê
heta ku nûjeniyên teknolojiyê yên nû derkevin holê, bi taybetî dijwar bimîne.Lêkolînên li ser hîdrojena paqij (bi taybetî kesk) mezinbûna wê ya teknolojîk û kêmbûna lêçûnên xwe nîşan dane17, lê lêkolînên din hewce ne ku li ser mezinahiya bazarên potansiyel û pêdiviyên teknolojîk ên pîşesaziyê bisekinin da ku mezinbûna paşerojê ya peydakirina hîdrojena paqij bikar bînin16.Fêmkirina potansiyela hîdrojena paqij a ji bo pêşdebirina bêalîbûna karbonê ya gerdûnî dê bi xwezayê ve alîgir be heke analîz bi giranî bi lêçûnên hilberîna wê, xerckirina wê ji hêla sektorên bijare ve tenê û sepana wê di aboriyên pêşkeftî de were sînordar kirin. Wêjeya heyî li ser hîdrojena paqij balê dikişîne. bi giranî li ser vebijarkên teknolojiya hilberînê bi analîzên lêçûnên alîgirê peydakirinê15.(Hîdrojena 'paqij' di vê gotarê de hem hîdrojena 'kesk' û hem jî 'şîn' vedihewîne, ya berê bi elektrolîza avê bi karanîna hêza nûjen tê hilberandin, ya paşîn ji sotemeniyên fosîl tê hilberandin lê bi CCUS-ê dekarbonîzekirî ye.) Gotûbêja daxwaziya hîdrojenê bi giranî li ser tê sekinandin. sektora veguheztinê li welatên pêşkeftî-bi taybetî wesayîtên hucreya sotemeniya hîdrojenê16,17.Zextên ji bo dekarbonîzekirina pîşesaziyên giran li gorî yên ji bo veguheztina rê dereng maye, ku texmînên kevneşopî nîşan dide ku pîşesaziya giran dê bi taybetî bi dijwarî bimîne heya ku nûbûnên teknolojîk ên nû derkevin holê.Lêkolînên li ser hîdrojena paqij (bi taybetî kesk) mezinbûna wê ya teknolojîk û kêmbûna lêçûnên xwe nîşan dane17, lê lêkolînên din hewce ne ku li ser mezinahiya bazarên potansiyel û pêdiviyên teknolojîk ên pîşesaziyê bisekinin da ku mezinbûna paşerojê ya peydakirina hîdrojena paqij bikar bînin16.Fêmkirina potansiyela hîdrojena paqij a ji bo pêşdebirina bêalîbûna karbonê ya gerdûnî dê bi xwezayê ve alîgir be heke analîz bi giranî bi lêçûnên hilberîna wê, xerckirina wê tenê ji hêla sektorên bijare û sepana wê di aboriyên pêşkeftî de were sînordar kirin.

Nirxandina fersendên ji bo hîdrojena paqij bi vejirandina daxwazên wê yên paşerojê ve wekî sotemeniyek alternatîf û xwarina kîmyewî li seranserê pergala enerjiyê û aboriyê ve girêdayî ye, di nav de nirxandina şert û mercên cûda yên neteweyî jî.Li ser rola hîdrojena paqij di paşeroja net-sifir a Chinaînê de heya îro lêkolînek wusa berfireh tune.Dagirtina vê valahiya lêkolînê dê bibe alîkar ku nexşeyek zelaltir ji bo kêmkirina emîsyonên CO2 ya Chinaînê were xêzkirin, rê bide nirxandina pêkaniya sozên wê yên dekarbonîzasyonê yên 2030 û 2060-an û rêbernameyek ji bo aboriyên din ên pêşkeftî yên bi sektorên mezin ên pîşesaziya giran peyda dike.

Wêne 1 |Emîsyonên karbonê yên welatên sereke û mekanîzmaya analîtîk ji bo hîdrojenê di pergala enerjiyê de.a, belavkirina karbonê ya Chinaînê di sala 2019 de li gorî Dewletên Yekbûyî, Ewropa, Japonya û Hindistanê, ji hêla sotemeniyê ve.Di sala 2019 de, şewitandina komirê para herî mezin a belavkirina karbonê li Chinaîn (79,62%) û Hindistan (70,52%) girt, û şewitandina neftê herî zêde beşdarî belavkirina karbonê li Dewletên Yekbûyî (41,98%) û Ewropayê (41,27%) bû.b, belavkirina karbonê ya Chinaînê di sala 2019 de li gorî Dewletên Yekbûyî, Ewropa, Japonya û Hindistanê, li gorî sektorê.Emîsyonê li milê çepê û rêjeya li rastê di a û b de têne xuyang kirin.Rêjeya belavbûna karbonê ji pîşesaziyê li Chinaîn (28,10%) û Hindistanê (24,75%) ji ya Dewletên Yekbûyî (9,26%) û Ewrûpa (13,91%) di sala 2019-an de pir zêde bû. c, Rêya teknîkî ya bi teknolojiyên hîdrojenê ve hatî sepandin sektorên HTA.SMR, reforma metanê ya buharê;Elektrolîzasyona PEM, elektrolîza membrana elektrolîtê ya polîmer;Pêvajoya PEC, pêvajoya photoelectrochemical.

Ev lêkolîn hewl dide ku bersiva sê lêpirsînên sereke bide.Pêşîn, kêşeyên sereke yên dekarbonîzekirina sektorên HTA li welatên pêşkeftî yên wekî Chinaîn, wekî ku ji yên welatên pêşkeftî têne cûda kirin, çi ne?Ma teknolojiyên kêmkirina heyî yên di sektorên HTA de (nemaze pîşesaziya giran) têra xwe bandorker e ku heya sala 2060-an bêalîbûna karbonê ya Chinaînê bi dest bixe?Ya duyemîn, rolên paşerojê ji bo hîdrojena paqij hem wekî hilgirê enerjiyê û hem jî hilgirê enerjiyê di sektorên HTA de, nemaze li Chinaîn û welatên din ên pêşkeftî yên ku nû dest bi gihîştina hilberîn û karanîna wê ya paşerojê kirine, çi ne?Di dawiyê de, li ser bingeha xweşbîniya dînamîkî ya tevahiya pergala enerjiyê ya Chinaînê

tem, gelo dê serîlêdana berbelav a hîdrojena paqij di sektorên HTA de li gorî vebijarkên din bihatir be?

Li vir em modelek pergalek enerjiyê ya yekbûyî ava dikin ku hem pêşkêşî û hem jî daxwazê di nav sektoran de vedihewîne da ku bandoriya lêçûn û rola hîdrojena paqij di tevahiya aboriya Chinaînê de analîz bike, bi giranî li ser sektorên HTA yên ku di binê lêkolînê de ne (Wêne. 1c).

Dema şandinê: Mar-03-2023