出现讨论绿色氨的潜力

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章ACS能源字母,研究人员讨论了路线的未来绿色氨。

研究:通路氨一个绿色的未来。图片来源:Evgenii帕诺夫/ Shutterstock.com

背景

氨(NH₃)由工业合成最近被确认为一种很有前途的无碳H₂能源存储和传输的载体。

标准Haber-Bosch NH₃合成方法,它产生的H₂鼻中隔黏膜下切除术后蒸汽甲烷重整(),占世界上1.2%的年度能源消耗和产生约2.35亿吨的有限公司₂每年。由于直接有限公司₂排放,这个过程是具有挑战性的脱碳。

相比之下,使用低碳电力来源,绿色H₂电解合成从水中只有收益率H₂和O₂。因此,重要的NH脱碳₃鼻中隔黏膜下切除术后合成可能通过更换电解水由可再生能源提供动力。各种水电解器类型被考虑修改使用哈勃-博施方法绿色NH电力来自可再生能源生产合成₃。这些包括碱性电解水(AWE)、固体氧化物电解水(SOE)和聚合物电解质膜电解水(PEM)。

为每种类型的水电解槽使用,技术经济分析(茶)是必要的评估生产绿色NH的可行性₃基于价格的潜在变化绿色H₂。绿色NH₃代使用主电解槽技术尚未进行经济估算或环境的影响的分析。

关于这项研究

在这项研究中,作者提出了大规模的绿色合成NH的茶₃使用PEM、敬畏和国企与太阳能光伏发电产生的电力。他们估计生产NH的成本₃通过2050年在考虑边干边学的效果,这可以降低资本支出(资本支出)累计生产和实际的用户体验。他们还认为电力成本逐步降低的变化(LCOE)太阳能光伏发电,假设各种水电解槽的效率水平。

团队进行了生命周期评价(LCA)的环境影响比较传统的绿色NH哈勃-博施方法₃综合利用几种水电解槽。为了确定绿色NH₃生产使用PEM、敬畏和国企可能成为成本上与商业,实现绿色NH哈勃-博施方法₃目标价,LCA通过碳税包括在茶。

研究人员详细的所有进程计算单位生产成本和有限公司₂绿色合成的NH排放₃。单位能源价格为0.06美元/千瓦时¹,系统效率和学习速率的影响生产成本的绿色H₂我们检查了PEM、敬畏和国有企业。

观察

敬畏的平价年,国企,PEM我们2035年,2035年和2050年,分别用有限公司₂税,2050年和2045年,分别,没有有限公司₂税。最好的情况是,敬畏,PEM我们和国有企业的成本0.42美元,0.60美元和0.35美元公斤_NH3¹最高的公司₂税。在最坏的情况,这些成本将是0.78美元,0.92美元和0.69美元公斤_NH3¹;分别。

在最好的情况,有限公司₂税收增加了生产绿色NH的成本₃37.6%,23.2%,37.6%,敬畏,PEM我们和国有企业。H的价格₂敬畏,国企,PEM我们2020年在基线情况下是10.79,14.31和13.35公斤美元_H2¹,分别。

当考虑增加电解槽节能、水电解槽的价格下降,并减少LCOE的可再生能源,绿色NH结果暗示₃生产可以是一个经济和环境友好的替代传统。哈勃-博施方法脱碳NH最有前途的技术之一₃合成、基于场景的投影分析,成本可以帮助确定重点研究和技术发展需要绿色NH启用₃综合利用H₂从电解水。

在一个公司₂税收的情况下,绿色NH₃生产也可以在经济上可行,甚至可能比传统的更便宜,哈勃-博施方法可以显著的对全球环境问题的关注程度的增强。

结论

总之,本研究讨论了预测H₂敬畏和国有企业的定价在2035年和2036年,分别,在最好的情况下,将小于2.16公斤美元_H2¹。的基础上,结合茶和LCA的结果,作者提出了国有企业对绿色NH可能带来的好处₃生产。他们表明,国有企业结合可能是最可行的电解槽哈勃-博施方法类型。他们还提出了数值结果对公司的影响₂实现绿色NH价格策略₃生产。公司的存在的影响₂税绿色NH的竞争力₃生产了。

作者提到,北半球₃经济路线图和环境政策可能遵循绿色NH的综合技术经济和环境研究₃生产的乐观,中位数,和悲观的场景。他们认为,这项研究的结果阐明绿色NH的可行性₃合成和预期影响的变量修改其技术经济和环境概要文件在随后的几十年。

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引用

李,B。冬天,l·R。李,H。,等。未来绿色氨途径。ACS能源字母(7)3032 - 3038 (2022)。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c01615

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