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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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