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01 执行摘要
02 中国化工行业脱碳中可再生氢的作用
(二)中国化学工业的碳排放
(三)氢在向绿色化学品转型中的作用
(四)可再生能源减排潜力
(二)氨的平准化成本(LCOA)的估算
(三)LCOM(甲醇平准化成本)的估算
04 项目数据分析(二)从灰色到绿色:生产中心的地域转移
(二)欧盟和德国
(三)政策比较
执行摘要
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在过去的几十年里,中国的化工行业迅速发展成为全球最大。由于中国煤炭资源丰富而其他化石燃料匮乏,中国的化工行业主要依赖煤炭作为原料和能源,因此具有高度碳密集性。为减少这种状况,基于可再生原料的供应链必须成为中国从线性价值链向能源和资源高效循环经济转型的核心。中国化工行业脱碳中可再生氢的作用
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1.1 中国化学工业的能源消耗中国可再生能源制氢、制氨和制甲醇的生产成本
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以下分析通过应用前述方法,给出了氢、氨和甲醇的平准化成本估算。我们用于部分计算基础的光伏度电成本(LCOE)为每兆瓦时(MWh)27.1美元,陆上风电为每MWh24.1美元,光伏/陆上风电混合供电(50%/50%)为每MWh25.6美元。
根据上述方法(详见技术文档),我们基于实际案例和概念案例数据,估算了各种LCOA和LCOM值。基于LCOX计算器的估算值以范围形式给出,其中高成本边界源于4000小时(FLH)电解和合成假设,低成本边界则源于8000FLH电解和合成假设。基于整体离网系统不同FLH水平(5000–8000FLH)的实际案例估算值分别列出。LCOA和LCOM值的概述可参见图8和图9。
对可再生氢及其衍生物的简单平准化成本估算可能低估了实际项目的成本。实际项目成本可能包括估算中未涵盖的组成部分,例如特定于项目的基建需求(即电池储能、氢存储)、与当地社区相关的投资需求以及特许权支付等。本研究认识到上述局限性,因此采取务实的方法计算成本,主要关注类似项目的共同成本驱动因素。
2.1.1平准化氢成本
根据Umlaut和AgoraIndustry(2023)的LCOH计算工具,我们估计,在4000、6000和8000FLH的情况下,中国的LCOH分别约为每吨2.73美元、2.30美元和2.09美元。图6显示了中等情景下LCOH的成本构成,其中主要成本来自电价(占59.3%)。
图 6 • 场景中段LCOH
图 7 • 中场景成本敏感性
图7显示了不同成本因素的敏感性以及40%的价值增减如何影响整体LCOH。可再生能源电力的成本仍然是影响LCOH的最重要因素,并且随着FLH的增加,其权重也随之增加。值得注意的是,电池和氢存储等二次基础设施的成本不包括在计算中。
2.2 氨的平准化成本(LCOA)估算
2.2.1 氨的平准化成本
对于绿色氨,我们根据LCOX计算器方法估算其LCOA为519–687美元/吨。LCOA的主要驱动因素是燃料成本(每吨470-590美元),而燃料成本本身又主要取决于绿氢的成本。
PyPSA-LCOX-China的最低成本优化验证了这些LCOA结果,估算范围在每吨545美元至680美元之间。特定场地的LCOA估算值在每吨534美元至970美元之间,因此其上限高于其他估算值。这可以解释为,虽然仍假设有4000FLH,但项目的资本支出(capex)包括了电池储能投资成本,因此上限代表了一种高成本情景。对于四川的水电概念研究,我们估算的LCOA为每吨334美元。这表明,稳定的可再生能源源对绿色氨的成本竞争力具有益处。
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