能源远距离供应链的技术经济评估：比较氢和铁作为无碳电力发电的载体
摘要：清洁能源储存与输送是有效利用可再生能源的关键。碳零化化学能源媒介被提出作为解决方案，将清洁电力转化为稳定的媒介，用于储存和远距离能源交易。氢气（H2）是一个受到重大投资和研究的对象。金属燃料，如铁（Fe），是一个有潜力的清洁能源供应解决方案，但要建立一个相互连接的生态系统仍需要大量的研究和开发。本研究提出了一个模型，评估氢气和铁作为清洁、无碳能源媒介的供应链，然后考察了潜在能源出口国摩洛哥、沙特阿拉伯和澳大利亚以及进口国德国和日本之间可能的贸易路线的案例研究。该工作综合考虑了供应链中最关键的过程，包括经济（电力等效成本- LCOE）、能源（热力学效率）和环境（CO2排放）等方面的评估，量化为综合模型。敏感性和不确定性分析确定了能源成本的主要驱动因素。结果表明，在长距离运输和长期储存方面，铁的成本更低、效率更高，但在生产和转化方面可能比氢气更昂贵、更低效。与供应链规格和所使用变量的敏感性相关的不确定性表明，寻找可行的能源媒介的道路基本上取决于有效的合成、转化、储存和输送。回本分析表明，在可再生能源价格低时，清洁能源媒介可以与传统能源媒介竞争，但可能需要碳税来实现公平竞争。因此，绿色铁在全球化清洁能源市场上具有重要的远距离贸易能源潜力。
作者：Jannik Neumann, Rodolfo Cavaliere Da Rocha, Paulo Debiagi, Arne Scholtissek, Frank Dammel, Peter Stephan, Christian Hasse
论文ID：2303.00681
分类：Physics and Society
分类简称：physics.soc-ph
提交时间：2023-03-09