Hiện thực hóa thương mại quốc tế của hydro khử cacbon bằng cách tối ưu hóa các khía cạnh kinh tế và môi trường

Hiện thực hóa thương mại quốc tế của hydro khử cacbon bằng cách tối ưu hóa các khía cạnh kinh tế và môi trường

    Hiện thực hóa thương mại quốc tế của hydro khử cacbon bằng cách tối ưu hóa các khía cạnh kinh tế và môi trường


    bởi Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan

    Materializing international trade of decarbonized H2 through optimization in both economic and environmental aspects


    Sơ đồ tổng thể của nghiên cứu này. Ảnh: ACS Bền vững Hóa học & Kỹ thuật (2022). DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c05024


    Hydrogen (H2) đã được coi là chất mang năng lượng thay thế đầy hứa hẹn để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Nó cũng quan trọng như một nguồn năng lượng sạch trong tương lai để đạt được tính trung lập carbon vì nó không thải ra carbon dioxide (CO2). Tuy nhiên, chi phí lưu trữ và vận chuyển H2 là thách thức lớn đối với việc hiện thực hóa nền kinh tế H2.

    Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hankwon Lim từ Trường Cao học về Trung hòa Carbon tại UNIST đứng đầu đã trình bày các chuỗi cung ứng tối ưu khi xem xét các khía cạnh kinh tế và môi trường để hiện thực hóa thương mại quốc tế của H2 đã khử cacbon.

    Trong nghiên cứu này, quá trình tối ưu hóa toàn diện cho chuỗi cung ứng H2 ở nước ngoài xem xét ba quốc gia nhập khẩu chính bao gồm Hàn Quốc (KOR), Nhật Bản (JPN) và Đức (DEU) đã được thực hiện với lập trình tuyến tính số nguyên hỗn hợp xem xét đồng thời cả khía cạnh kinh tế và môi trường . Thông qua nghiên cứu tối ưu hóa này, nhóm nghiên cứu đã xác minh chuỗi cung ứng H2 khả thi nhất cho từng quốc gia nhập khẩu theo năm và các tình huống cụ thể.

    Theo nhóm nghiên cứu, việc tối ưu hóa được tiến hành tương ứng cho ba kịch bản trường hợp (cơ sở, thận trọng và lạc quan) và ba năm (2030, 2040 và 2050) bằng cách xem xét nhu cầu của ba nhà nhập khẩu chính (KOR, JPN, DEU) , công suất và giá tài nguyên của 16 nhà xuất khẩu (AUS, BRA, CHL, v.v.), lượng so sánh các chất mang H2 và H2 được cung cấp (LH2, toluene/MCH (TOL/MCH) và NH3).

    Materializing international trade of decarbonized H2 through optimization in both economic and environmental aspects


    Sơ đồ Sankey của các chuỗi tối ưu nhất cho kịch bản trường hợp cơ sở, xem xét cả khía cạnh kinh tế và môi trường. Trong trường hợp của các nhà xuất khẩu, H2 xanh lam được biểu thị bằng màu xanh lam, trong khi H2 xanh lá cây được biểu thị bằng màu xanh lá cây. Đối với các nhà nhập khẩu, KOR, JPN và DEU lần lượt được biểu thị bằng màu đỏ, cam và xanh ngọc. Ảnh: ACS Bền vững Hóa học & Kỹ thuật (2022). DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c05024


    Phát hiện của họ cho thấy rằng vào năm 2030, H2 xanh lam từ QAT là nhà cung cấp khả thi nhất cho JPN, trong khi H2 xanh lục từ ZAF là nhà cung cấp khả thi nhất cho KOR và DEU. Vào năm 2040, H2 xanh từ AUS cũng trở thành một trong những nhà cung cấp khả thi cho KOR và JPN cùng với ZAF và cuối cùng thống trị nguồn cung sau năm 2050, trong khi H2 xanh từ ESP được coi là nhà cung cấp khả thi nhất cho DEU sau năm 2040.

    Nhóm nghiên cứu lưu ý: “Mặc dù sự khác biệt giữa các kịch bản là không đáng kể, nhưng tổng chi phí là khác nhau”. "Một điểm khác biệt là H2 xanh từ AUS được chọn là nhà cung cấp khả thi hơn cho KOR thay vì ZAF vào năm 2040 với kịch bản trường hợp lạc quan."

    Nghiên cứu cũng cho thấy rằng amoniac (NH3) hóa ra là chất mang H2 khả thi nhất và tổng chi phí bao gồm cả thuế các-bon nằm trong khoảng từ 2,15 đến 3,43 đô la kgH2–1, nằm giữa khoảng giá H2 xanh lá cây và xanh lam hiện tại .

    Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng amoniac hóa ra là chất mang H2 khả thi nhất. Theo kết quả đánh giá kinh tế và môi trường được tiến hành, giá cung cấp hydro, bao gồm thuế carbon do khí thải nhà kính tạo ra, dao động từ 2,15 đến 3,43 USD/kg. Dựa trên kết quả, các quốc gia dự kiến sử dụng hydro (Hàn Quốc, Nhật Bản và Đức) đã đưa ra các kịch bản để tối ưu hóa chuỗi cung ứng hydro cần thiết trong tương lai.

    Công trình được xuất bản trên tạp chí ACS Bền vững Hóa học & Kỹ thuật.

    Zalo
    Hotline