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新兴清洁技术:政策驱动的成本降低、影响与展望

系统与控制 2024-09-12 v3 系统与控制

摘要

通过水电解制氢、直接空气捕获(DAC)以及由氢和CO₂合成的合成煤油(e-kerosene)预计将在全球脱碳努力中发挥重要作用。迄今为止,这些新兴技术的经济性阻碍了其市场扩散。然而,美国、欧洲、中国及其他地区近期一波政策支持有望推动其商业化起飞并降低成本。为此,我们通过考虑局部和全局学习效应的经验曲线方法,评估了到2030年这些新兴技术因政策驱动的规模化扩张所带来的潜在成本降低。随后,我们分析了预计成本下降对这些新兴技术相对于传统化石替代品的竞争力的影响( wherever applicable),并强调了与其扩张相关的一些权衡。我们的研究结果表明,已实施的政策可能导致电解槽的资本成本大幅降低。然而,电解制氢成本降至1-2美元/千克仍需要某种形式的政策支持。考虑到预期成本与经验曲线,液态溶剂DAC(L-DAC)的规模化扩张不太可能将去除成本降至100美元/吨CO₂的目标,但200美元/吨CO₂最终可能实现。我们还强调了应对天然气驱动L-DAC中甲烷泄漏的重要性:未控制的泄漏会放大净去除成本,增加达到目标成本所需的投资,并对L-DAC在清洁能源转型中的作用产生质疑。最后,尽管电解和L-DAC成本有所降低,e-kerosene仍远贵于化石航空燃料。e-kerosene的经济性及其生产所需资源对其作为航空脱碳工具的最终可行性提出了质疑。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.10824,
  title  = {Emerging clean technologies: policy-driven cost reductions, implications and perspectives},
  author = {Mohamed Atouife and Jesse Jenkins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.10824},
  year   = {2024}
}