从可再生能源进口化学能源载体的选项对德国
摘要：化石能源的进出口是全球能源系统的基石。如果能源系统要实现气候中性和可持续发展，化石能源必须被碳中和的替代品或可能实现电气化的替代品所取代。我们研究了使用再生能源产生的电力作为化石燃料替代品而生产的合成化学能源，包括H2、CH4、MeOH、NH3和费舍尔—特洛普合成燃料（FTF）。我们对原料化学品的采购、合成和向德国以及与之相比的全球其他七个位置的运输进行建模，并基于它们的H2单位成本和能量交付量进行比较。我们发现，对于每种类型的化学能源载体，与德国的国内生产相比，都存在较低成本的进口选择。没有单一的出口国或能源载体具有独特的成本优势，因为对于每种能源载体和国家来说，都存在具有竞争力的成本替代品。这使得出口国和基础设施的决策可以基于其他标准而不仅仅是能源和成本。从丹麦、西班牙、西亚和北非共同使用H2管道进口能源和H2的最低成本为36 EUR/MWhLHV到42 EUR/MWh-LHV或1.0 EUR/kg-H2到1.3 EUR/kg-H2（在2050年，假设5\%的年度资本成本）。对于由H2衍生的复杂能源载体，如CH4、NH3、MeOH或FTF，从阿根廷通过船只进口至德国的成本低于欧盟或西亚和北非的更近的出口国。为满足H2需求，直接进口H2比使用CH4、MeOH或NH3的间接路径进口和随后分解成H2更具吸引力，因为需要高额的资本投资成本和能量损失。我们将我们的模型和数据在开放许可下提供，以供适应和重用。
作者：Johannes Hampp and Michael D"uren and Tom Brown
论文ID：2107.01092
分类：Physics and Society
分类简称：physics.soc-ph
提交时间：2023-03-14