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针对最终用途CCUS评估低碳“蓝色”氢气,从天然气到热能或发电

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以下是伊甸园纤秀网小编针对“针对最终用途CCUS评估低碳“蓝色”氢气,从天然气到热能或发电”给大家整理的相关资料,欢迎大家查阅和参考!

针对最终用途CCUS评估低碳“蓝色”氢气,从天然气到热能或发电

RFF的杰伊·巴特利特和艾伦·克鲁普尼克(AlanKrupnick)评估了何时以及如何将蓝色氢气(通过从氢气产生过程中捕获二氧化碳而产生)作为具有成本效益的气候解决方案进行部署。

政策制定者,研究人员和工业界长期以来一直对氢气作为潜在的零温室气体排放燃料感兴趣。现在,更清洁,更低成本的生产技术和扩大氢气使用的新方法已经显示出进步,氢气越来越像一个有前途的解决方案。

在最近的一份报告中,我们评估了美国工业和电力部门使用蓝色氢气(由天然气或煤炭生产并捕获二氧化碳排放)和绿色氢气(使用可再生或核能电解产生)的机会,并考虑了税收抵免如何激励脱碳氢气的生产和使用。

在本系列博客文章中,我们将探讨脱碳氢(蓝色和绿色)与其他减少碳排放的选项(即碳捕获,利用和储存(CCUS)以及零碳电力电气化)的比较。通过对照其他两种选择评估脱碳氢,我们探索了脱碳氢何时、何地以及如何成为减少二氧化碳(CO?)排放的具有成本效益的方法。

在本文中,我们将蓝色氢气与“最终用途”CCUS进行了比较,例如从天然气发电厂的废气中捕获二氧化碳。在随后的博客文章中,我们将比较绿色氢气与电气化,然后考虑蓝色和绿色氢气,电气化和CCUS如何经济高效地减少电力和工业部门的排放。最后,我们将评估政策选择,重点是为脱碳氢的生产和使用提供类似45Q的税收抵免。

使用蓝氢或最终用途CCUS,二氧化碳被捕获,但这两种方法在碳是在利用之前还是之后(例如燃烧)去除方面有所不同。如图1所示,使用蓝色氢气进行加热或供电需要重整天然气(并从该过程中捕获二氧化碳),然后在熔炉或涡轮机中燃烧氢气。相比之下,最终用途CCUS仅涉及天然气的燃烧,二氧化碳从废气中捕获。在本文中,我们只讨论甲烷重整(即使用天然气作为原料),因为这是美国的主要方法;煤炭气化导致全球大量氢气生产,这在中国很普遍。

图1.蓝色氢气和最终用途CCUS,从天然气到热能或发电

天然气碳捕获,利用和储存(CCUS)说明了燃烧后或富氧燃烧碳捕获,这是捕获天然气燃烧排放的主要方法

蓝氢似乎必然比最终用途CCUS更昂贵,因为甲烷重整的额外步骤需要资本,能源和运营成本来生产氢气。事实上,甲烷重整既是资本密集型的,也是能源密集型的。大约四分之一的天然气能量含量在转化为氢气时丢失。

然而,蓝氢已经是无碳的,因此在使用点不需要二氧化碳捕获设备和运输基础设施。此外,蓝色氢气生产会产生两种CO?流:一种来自工艺(二氧化碳浓度高),另一种来自为工艺产生的热量(二氧化碳浓度要低得多)。当天然气直接燃烧用于加热或发电时,从第一条流中捕获的碳通常比从第二流捕获或从废气中捕获的碳更便宜。

这些考虑因素对蓝氢与最终用途CCUS的潜力意味着什么?首先,二氧化碳捕获设备和运输基础设施具有显著的规模经济,因此小型或分布式应用中的最终使用CCUS将成本高昂且不切实际。例如,最终用途CCUS将不适合住宅和商业供暖。相反,用蓝色氢气对燃料供应进行脱碳是一种可行的选择。英国认识到这一见解,建议将其天然气电网过渡到氢气,以使建筑供暖脱碳,其中第一个大型组件将是来自八个大型重整器的约12千兆瓦的蓝色氢气生产。

其次,大型电力或工业厂房具有相当大的规模。在这种情况下,蓝氢生产的资本成本和能量转换损失可能会超过其收益。因此,我们预计最终用途CCUS将是减少大多数发电和工业热排放的较便宜方法。

到目前为止,我们已经考虑过用于燃烧的蓝色氢气以产生热量或动力。然而,目前的氢气供应几乎完全被用作工业原料。由于当代制氢方法产生大量的二氧化碳排放,因此蓝色氢气可以使其他高排放过程脱碳。工业消费者可以通过改用蓝色氢气来更充分地脱碳原料排放,以便捕获工艺CO?和燃烧CO?,但更接近的解决方案是蓝色氢气,仅从更二氧化碳浓缩的工艺流中捕获碳。

与天然气不同,氢气不是主要能源,因此我们必须考虑其天然气(或煤炭)脱碳生产何时值得。我们已经确定了两个可以成功部署蓝色氢气的明显案例:在最终用途CCUS不可行的应用中,以及在氢气已经用作工业原料的应用中。在发电和工业供热方面,最终用途CCUS可能比蓝氢更可取,但对于较小的电力和工业工厂可能存在例外–那些缺乏使CCUS具有成本效益的规模。编译陈讲运

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作者: 想要变瘦

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