部门耦合国家能源系统中电气化化工生产的转型路径
系统与控制
2025-03-05 v1 系统与控制
摘要
由于化工产品本身含有的碳最终会释放到环境中，化学工业向净零温室气体（GHG）排放的转型尤为困难。基于化石原料的生产可以被电气化化工生产所取代，后者结合了碳捕集与利用（CCU）和基于电解的氢气。然而，电气化化工生产需要大量清洁电力，从而在我们的部门耦合能源系统中引发竞争。在本研究中，我们在部门耦合国家能源系统向净零排放转型的背景下，探讨了化学工业向电气化生产转型的路径。结果表明，由于需要建设可再生能源，且热泵和纯电动汽车的减排效果更高，电力、低温供热和交通部门会在化学工业之前完成转型。为实现净零目标，能源系统依赖清洁能源进口来满足其 41% 的电力需求，这在很大程度上是由完全电气化的化学工业的高能耗所驱动的。尽管如此，部分电气化的工业结合可调度的生产替代方案，通过在可再生电力可用时进行电气化生产，为能源系统提供了灵活性。因此，部分电气化、多元化的化学工业能够支持间歇性可再生能源的整合，作为净零能源系统的重要组成部分。
引用
@article{arxiv.2503.02008,
title = {Transition pathways to electrified chemical production within sector-coupled national energy systems},
author = {Patricia Mayer and Florian Joseph Baader and David Yang Shu and Ludger Leenders and Christian Zibunas and Stefano Moret and André Bardow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02008},
year = {2025}
}