自2015年以来,中国一直积极实施其承诺到2030年将碳排放的峰值符合其在全国范围内根据巴黎协议确定的贡献。和最近宣布2060碳中和目标设定更高的要求不同行业的碳减排方法。RMI估计,大约30%的交通运输行业碳排放量可以减少通过节能、效率改进和模态转betway必威娱乐变。然而,实现完整的碳中和需要一个全面的能源过渡到用清洁能源代替传统化石燃料。
与电力、建筑和工业领域,改变交通行业将需要清洁燃料可以运输和存储的解决方案。betway必威娱乐因此,在许多情况下,这些应用程序将面临的困难直接使用风能和太阳能等清洁能源。
此外,交通行业由多个模式包括铁路和短betway必威娱乐途公路运输,长途海运和航空,都有不同的需求对清洁燃料。2060年碳中性的场景中,除了减少需求和能源效率的解决方案,实现将依靠各种清洁能源的形式根据这些模式的特点(图1)。
- 铁路和公路短途运输,电气化与可再生能源提供了可行的途径。在货运市场的某些领域现有电池技术不可行,需要先进的化学电池或氢。
- 行业电气化绝不可能是可行的,如长途海运、氢和氨可以用来取代目前使用的重油油。
- 最后,对于航空、脱碳最困难的领域,多种技术竞争。不增加碳排放的可持续生物燃料(通过改变土地利用模式)将有一个重要的角色。但是,生物质生产足够的燃料可能不存在。其他技术需要介入。最有发展潜力的可能性是飞机受氢,高效电动飞机或合成喷气燃料由电力、水和二氧化碳。
虽然不可能知道哪个技术组合最终会胜出,这个博客评估上面的清洁能源的特点和现状,提出了短期、中期和长期目标在中国运输行业碳中和。betway必威娱乐
图1
短期目标:电气化是核心任务
betway必威娱乐交通电气化是最容易和成本效益的清洁能源转化率最高的运输解决方案。由于电池的快速发展在过去的几年里,交通电气化铁路已从过去的轻型汽车,小型船只甚至短程飞机。betway必威娱乐
考虑到预期的公路和铁路旅行在中国,电气化运输将在2060年超过2万亿千瓦时的电力消耗,相当于2.68亿吨标准煤,占能源消费总量的一半交通行业。betway必威娱乐在短期内,加快电气化公路运输是实现低碳的核心任务,甚至零碳交通行业的转型。betway必威娱乐这需要协调政策、技术、市场和基础设施。
加快电气化需要政策之间的协调设计、技术开发、市场创造和实施基础设施。一些关键的政策包括设立雄心勃勃的电动汽车(EV)推广目标和提高排放标准,以及建立淘汰时间表逐步从市场上撤回内燃机车辆。此外,道路特权和补贴政策可以支持电动汽车市场增长和鼓励技术创新,提高电动汽车的竞争力。
电池技术的进步和优化的车辆技术质量是关键技术驱动,可以加速通过设置更严格的技术标准和行业提供资金支持。此外,充电基础设施的大规模部署和努力构建一个健壮的操作和维护服务系统可以有效地降低使用电动汽车的成本,导致电动汽车快速扩大。
中期目标:氢的大规模商业应用
现有电池的能量密度相对较低。与这些技术,大约50%的中国交通运输部门的能源需求不能解决电气化使用电池存储。betway必威娱乐当然化学电池将改善在未来,到底有多少是未知的。
鉴于当前技术的巨大差距和交通部门的需求,需要其他形式的电力储存。betway必威娱乐两个关键的存储形式,氢和氨,可能扮演了一个重要的角色在中国过渡到零碳运输。betway必威娱乐氢燃烧的主要副产品是水,使其排放的清洁能源之一的观点。目前,中国大多数氢通过工业副产品生产和煤炭气化。未来的技术发展和降低成本对水的电解将有力地推动绿色氢成为占主导地位的方法生产无碳碳中立的范围。
氨是另一个有前途的未来燃料。氨是一种更有效的方式运输氢气,因为它具有较高的体积能量密度和更容易液化。但它也有自己的缺点,比如它的毒性。因为生产氨气是基于氢和这两个气体也有类似的应用程序中,我们将把这两种气体在同样广泛的“氢能源”的类别。
成本仍然是主要障碍氢应用在交通运输部门。betway必威娱乐氢动力汽车的成本仍然较高。在中国,氢燃料电池车的价格是五倍多的价格一个相同大小的内燃机车。
中国约50%的能源需求的交通行业不能解决电气化使用电池存储。betway必威娱乐
此外,燃料的价格是昂贵的。甚至在氢气使用廉价的化石燃料,氢的总成本生产、储存和运输是昂贵得多比化石燃料,氢很难液化和倾向于逃避管道。betway必威娱乐这两个成本问题将很难解决在不久的将来。然而,从长远来看,随着氢燃料技术进步和规模经济发挥更大的作用,氢气的成本将开始下降。
为了实现大规模商业使用氢在2040年左右,中国需要加快发展和研究的相关技术和降低成本通过应用氢技术达到成熟和规模。根据新能源汽车产业发展规划(2021 - 2035)国务院办公厅发布的11月,中国正致力于大力发展氢燃料电池和氢能源储运技术。betway必威娱乐
2016年,工业和信息化部提出50000年使用氢燃料电池汽车的目标到2025年和100万年到2030年在节能和新能源汽车的技术路线图。最近,在2020注意到燃料电池车示范应用的发展(中国)、财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展和改革委员会和国家能源局明确提出支持发展燃料电池汽车行业通过提供金融奖励达到识别标准的城市群。
长期目标:生物质燃料和碳捕获的辅助作用
尽管电气化的快速发展和氢的未来角色在解决交通需求能量密度更高,生产和需求的分析表明,氢和电气化只能贡献约80%的总交通行业2060年的能源需求。betway必威娱乐大部分剩余的20%的需求来自大规模的航空和长途运输。由于能源的类型和密度的要求所需要的这两种形式的交通工具,很难完全满足这些要求与电气化或氢清洁能源。betway必威娱乐
与其他清洁能源相比,生物燃料是一种可行的解决方案。生物质燃料可以证明类似的性能随着化石燃料,有许多车辆能够直接使用生物质燃料没有修改。生物质燃料的缺点是它的供应很难提高。生物质燃料主要来自于粮食作物和食品残渣为原料,供应不能满足需求。虽然二级生物质燃料技术可以使用稻草从落叶树木和木材为原料,很多技术还没有商业化。
生物质燃料可以提供中国交通行业2060年所需的总数的5%。betway必威娱乐
保守的估计也认为,生物燃料可以提供中国交通运输部门的能源相当于3000万吨标准煤,占总数的5%需要到2060年。betway必威娱乐值得一提的是,power-to-fuel也是一个无碳航空和重型运输的未来可能的解决方案,但由于其进展缓慢,很难预测这一技术将在40年。betway必威娱乐为了避免给误导性信息,我们将只考虑一个场景,这种技术将在2060年没有准备好。
碳中性的解决方案我们上面概述,强调主要集中在减少需求,转移模式和过渡剩余清洁替代能源需求。然而,基于当前的前景,这些在一起只会解决交通行业能源消耗总量的85%在2060年。betway必威娱乐
其余15 percent-about 4.8亿吨标准煤(tce)从航空、从航运和3亿吨标煤5000万吨标煤公路运输——这可能是相对难以实现一个完整的清洁能源和具有成本效益的替代,在技术上和商业上可行的替代方案。betway必威娱乐负排放技术,包括碳汇和碳捕获和存储,因此可能会作为便宜的补充方法实现碳中和。已经计算出剩余的15%的交通能源消耗将每年产生约2.5亿吨的二氧化碳排放在2060年。betway必威娱乐
总结
解决交通行业的减排将发挥关键作用在中国的总体目标到2060年实现碳中和。betway必威娱乐尽管碳排放减排的巨大潜力,实现碳中和在交通行业充满了挑战。betway必威娱乐实现中期和长期目标,有必要保持巨额投资和先进的部署技术研究和开发清洁能源的替代品,如氢和生物量。
此外,中国在未来十年必须抓住黄金机会利用解决方案,比如电动汽车和高速铁路快速实现道路运输排放峰值提前,尽快开始下降。前面的路很长但有前途。中国已经取得了坚实的进展在交通行业的排放控制。betway必威娱乐所有行业的共同努力下,一个清洁、低碳、高效的交通系统并不遥远。betway必威娱乐
