新興清潔技術:政策驅動的成本降低、影響和展望

Concepts de base

政策支持對新興技術的示範、商業化和擴散至關重要。政策誘導部署可通過學習效應推動成本降低,從而促進進一步部署和更大的成本降低,形成正反饋循環。水電解和直接空氣捕集是實現淨零目標的關鍵技術,已獲得大量政策支持,正處於這一技術週期的早期階段。

Résumé

本文探討了政策驅動下水電解、直接空氣捕集(DAC)和由氫和二氧化碳生產的合成航空煤油(e-kerosene)的潛在成本降低,並分析了這些成本降低對這些新興技術競爭力的影響。

水電解:

• 政策支持預計將推動電解槽成本大幅下降,但即使如此,未來10年內電解氫成本仍需要某種形式的政策支持才能與化石氫競爭。
• 電解氫的競爭力取決於獲得低成本清潔電力,但電解裝置的快速增長可能會阻礙電網脫碳的步伐,需要在技術政策目標和電網減排需求之間取得平衡。

直接空氣捕集:

• 預計政策支持下的部署將推動液體吸收劑DAC的資本成本降低12-38%。
• 但即使如此,達到100美元/噸二氧化碳的移除成本目標仍然不太可行,200美元/噸可能更為現實。
• 解決甲烷洩漏問題對DAC的經濟性和可信度至關重要。

合成航空煤油:

• 即使電解和DAC的成本降低,合成航空煤油的成本仍將遠高於化石航空煤油。
• 合成航空煤油的高成本和所需的巨大投入資源,令其成為航空業脫碳的可行性存疑。

Stats

2022年全球氫需求達到9500萬噸,其中77%來自煉油和化肥行業。
傳統基於天然氣改質或煤氣化的氫生產每年產生9億噸二氧化碳排放,約佔當前全球二氧化碳排放的2.5%。
2030年,預計中國和西方PEM電解槽的資本成本可分別下降41%和74%。
在2030年,即使預期的成本降低,未補貼的電解氫生產成本仍需要1-2美元/公斤的政策支持。
預計2030年液體吸收劑DAC的淨移除成本將在346-427美元/噸二氧化碳之間。

Citations

"政策支持對新興技術的示範、商業化和擴散至關重要。"
"解決甲烷洩漏問題對DAC的經濟性和可信度至關重要。"
"合成航空煤油的高成本和所需的巨大投入資源,令其成為航空業脫碳的可行性存疑。"

Idées clés tirées de

Emerging clean technologies: policy-driven cost reductions, implications and perspectives

by Mohamed Atou... à arxiv.org 09-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2408.10824.pdf

Questions plus approfondies

如何在政策支持新興清潔技術和電網脫碳需求之間取得平衡?

在政策支持新興清潔技術（如水電解、直接空氣捕集DAC和合成航空煤油）與電網脫碳需求之間取得平衡，首先需要考慮到這些技術的發展對電力需求的影響。隨著電解槽和DAC技術的商業化，對低碳電力的需求將顯著增加，這可能會對電網的脫碳進程造成壓力。因此，政策制定者應該採取以下幾個策略：

優先考慮離網電解項目：在電網連接困難的偏遠地區，推動離網電解項目，這樣可以減少對現有電網的壓力，同時促進可再生能源的利用。

促進可再生能源的整合：政策應鼓勵可再生能源的發展，特別是風能和太陽能，這些能源可以為電解槽和DAC提供清潔電力。這樣不僅能支持新興技術的發展，還能加速電網的脫碳。

建立靈活的電力市場：設計靈活的電力市場機制，允許可再生能源和清潔技術的參與者在需求高峰時段提供電力，從而提高電網的穩定性和可靠性。

政策協調與整合：確保不同政策之間的協調，避免政策目標之間的衝突。例如，碳定價政策應與支持清潔技術的補貼政策相結合，以確保長期的可持續發展。

如何設計碳移除政策,既能推動DAC技術發展,又能確保移除效果的可靠性和可核查性?

設計有效的碳移除政策以推動DAC技術的發展，同時確保移除效果的可靠性和可核查性，可以考慮以下幾個方面：

建立嚴格的碳會計標準：制定明確的碳會計標準，要求DAC技術的開發者報告其淨碳移除量，包括考慮到上游甲烷洩漏等因素。這樣可以確保移除效果的透明性和可核查性。

提供經濟激勵：通過稅收優惠或補貼等方式，激勵企業投資DAC技術的研發和商業化。同時，這些激勵措施應與碳移除的實際效果掛鉤，確保只有在達到特定的移除標準後，企業才能獲得補貼。

推動技術標準化：制定DAC技術的標準和最佳實踐，促進技術的可重複性和可擴展性。這不僅有助於提高技術的可靠性，還能降低成本，促進市場的擴展。

建立監測和驗證機制：設立獨立的監測和驗證機構，定期評估DAC技術的碳移除效果，確保其符合政策要求。這樣可以增強公眾對DAC技術的信任，促進其廣泛應用。

除了合成航空煤油,還有哪些其他方式可以幫助航空業實現脫碳?

航空業的脫碳策略不僅限於合成航空煤油，還可以通過以下幾種方式來實現：

可持續航空燃料（SAF）：推廣使用可持續航空燃料，這些燃料可以來自廢油、植物油或其他生物質，能夠顯著降低航空業的碳排放。

電動飛機：發展電動飛機技術，特別是針對短途航班，這可以大幅減少對化石燃料的依賴，並降低運營成本。

混合動力系統：採用混合動力系統，結合傳統燃料和電力，這樣可以在不影響航程的情況下減少碳排放。

航班優化：通過航班路徑優化和高效的空中交通管理系統，減少飛行時間和燃料消耗，從而降低碳排放。

推廣替代交通方式：鼓勵使用替代交通方式，如高鐵或長途巴士，特別是在短途航班中，這樣可以減少航空業的整體碳足跡。

這些策略的結合將有助於航空業在未來實現更全面的脫碳目標，並促進可持續發展。