符合国际减缓气候变化的目标,日本已承诺到2050年零碳排放。为了达到这个目标,美国已经设想,氢将扮演越来越重要的角色在未来的能源结构。
研究:氢在中国近海风力和具有成本优势的生产供应到日本。图片来源:音频和werbung / Shutterstock.com
考虑潜在的电解产生的氢气从中国海上风力发电场发电成为这种能源结构的重要组成部分,已经发表在一篇论文自然通讯。
日本的化石燃料的依赖
日本是一个主要工业化经济和依赖化石燃料产生电能的公民和企业。目前,日本87%的电力需求来自燃烧化石燃料,如煤和天然气,和国家负责每年1.1吨的二氧化碳被排放。
日本的大部分化石燃料需要通过从其他国家进口他们提供。全国2018年煤炭进口超过2.2亿短吨,使其成为世界上第三大煤炭进口经济。
a和b是2030年和2050年分别。结果基线场景。逐步降低氢气成本(LCOH)计算的加权平均成本的累积量氢。数据传输机制由三个坚实的曲线和不同的颜色。数据交付没有脱氢的氨在目的地灰色虚线所示。需求预测的氢在日本被彩色圆圈标记。针对氢成本对日本与红色虚线表示。妇幼保健是氢的传输机制如甲基环己烷。图片来源:歌曲,et al .,自然
然而,在巴黎和Cop26符合承诺,日本已明确了目标,到2050年达到碳中和。作为化石燃料的减少计划,氢将发挥关键作用。然而,随着日本进口的大部分能源需求,进口氢将中心满足国家的需求。
日本利用氢能的目标
日本目前使用1.3吨的氢,这主要是消耗的产业。然而,其它行业的社会需要氢供应,如运输和国内发电。
为了满足这种日益增长的需求,填补的差距造成的能源供应国际淘汰化石燃料(日本严重依赖进口的国家设定了一个雄心勃勃的目标到2050年每年20吨。
这个数字代表了全国约20%的最终能源消耗在2050年,据日本估计。日本政府已经设立了一个临时的目标3吨氢的使用到2030年,每年也符合会议国际气候减排目标。
一个和b分别对2030年和2050年。结果基线场景假设甲基环己烷(MCH)传输机制。冲黑线表示海上风电领域的亲密接近特定的省级行政区划。LN, TJ, HB, SD, JS SH, ZJ, FJ, GD, GX,和接下来的是缩写的辽宁、天津、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南分别。图片来源:歌曲,et al .,自然
所需的氢的主要来源国家需要可再生和“绿色。“目前,世界氢生产总数的1%来源于绿色和蓝色。绿色氢来自可再生清洁能源,如风力发电,和蓝色的氢是指生产公司2捕获和隔离。全球大多数氢气是由天然气(这称为灰色氢。)
为了方便清洁的氢的经济可行性,日本已经制定目标,计划减少氢气的成本到2030年每公斤3美元,到2050年每公斤2美元。最终,国家的目标是使清洁的氢和天然气成本竞争力。预计数据在日本国内生产的氢是6美元每公斤,到2030年,美国的两倍是成本效益的目标。出于这个原因,日本政府设想,进口氢将会议要求的关键。
有几种方法,氢可以运往日本。这些包括液体,绑定到化学载体,或作为铵。在铵的情况下,它可以用作原料或零碳能源。
可以供应日本的外国供应商包括沙特和澳大利亚,但进口成本可以在绿色氢和3 - 7美元每公斤3 - 4美元每公斤2030蓝色氢,而超过设定的日本政府的经济目标。
从中国进口绿色和蓝色氢
目前,大多数氢在中国生产称为“黑”,因为它主要来源于煤。然而,目前有一个在中国的发电能力转向可再生能源,风力发电获得突出的国家的能源结构。中国认为可再生能源是不仅仅是一种减少碳排放,也作为一种手段,确保能源安全。
考虑上述进口成本,选择从中国进口清洁的氢的来源,如海上风力发电场是一个很有吸引力的。这条路线可以帮助日本实现其氢需求上升而保持成本符合预期的经济目标。
一个和b氢是2030(3吨)和2050氢(20吨),分别。计算成本平均值30年期间根据海上风力条件。结果基线场景。转换说明费用是适合氢压缩、液化,氨合成和加氢和脱氢的化学运营商。运输定义了资本和能源成本包括在运输和泵送。个人物品被传说中定义的颜色表示。电费用都包含在每个项目根据其相应的消费。妇幼保健是氢的传输机制如甲基环己烷。图片来源:歌曲,et al .,自然
这项研究发表在能量提出了未来的技术经济分析供应链从中国到日本海上风力发电场的中国沿海省份每小时。研究估计氢的量,可以通过2030年和2050年,为日本进口,另外考虑因素,如投资风力发电,运输机制和电解技术。考虑经济因素。
技术经济分析的结果的基础上,作者得出结论,从中国进口绿色氢离岸风力发电场将会见日本技术、气候、和成本要求。
进一步的阅读
歌,et al。(2021)氢在中国近海风力和具有成本优势的生产供应到日本(在线)自然通讯12 | nature.com。可以在:https://www.nature.com/yabo214articles/s41467 - 021 - 27214 - 7
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