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(Noticias de Nanowerk) Uno de los mayores desafíos climáticos del mundo es la descarbonización de los combustibles fósiles que no pueden electrificarse directamente con energía renovable. Los llamados sectores «difíciles de reducir» (HTA) incluyen grandes industrias que dependen de los combustibles fósiles, ya sea para energía de alta temperatura o para materias primas químicas. Esto incluye hierro y acero, cemento, productos químicos y materiales de construcción, que juntos son responsables de alrededor del 30 % de las emisiones anuales de CO2 del mundo.2 emisiones
Otro sector de HTA es el transporte pesado, como camiones y barcos, que son más difíciles de electrificar que el transporte de pasajeros, ya que requerirían enormes baterías que aumentan el peso del vehículo y tardan mucho en cargarse.
A medida que los países exploran formas de descarbonizar, los países relativamente ricos como EE. UU. y gran parte de Europa están siguiendo estrategias centradas en la generación de energía renovable y los vehículos eléctricos. China enfrenta desafíos significativamente diferentes debido a un perfil distinto de emisiones de carbono que resulta del papel mucho más importante de la industria pesada HTA en su economía.
Nueva investigación publicada en energía de la naturaleza («Rompiendo el cuello de botella difícil de eliminar en el camino de China hacia la neutralidad de carbono con hidrógeno limpio») examina cómo China, con mucho, el mayor productor de hierro, acero, cemento y materiales de construcción, está utilizando hidrógeno potencialmente limpio (hidrógeno «verde»). ).puede. e hidrógeno “azul”) para descarbonizar los sectores HTA y ayudar a cumplir sus promesas de descarbonización para 2030 y 2060. El hidrógeno verde se produce mediante la división de moléculas de agua (H2O) utilizando electricidad renovable, mientras que el hidrógeno azul se produce de forma convencional a partir de combustibles fósiles, pero en combinación con la captura y el almacenamiento de carbono.
El nuevo artículo del Proyecto Harvard-China sobre Energía, Economía y Medio Ambiente, un programa de investigación colaborativo entre EE. UU. y China con sede en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard, es el primer estudio hasta la fecha que integra un enfoque de modelado utilizado para evaluar el uso potencial de hidrógeno limpio en el sistema energético y la economía de China para lograr el objetivo de cero emisiones netas para 2060.
«Llenar este vacío de investigación ayudará a proporcionar una hoja de ruta más clara para el CO de China2 Reducciones de emisiones”, explica el autor principal del artículo, Xi Yang, investigador del Proyecto Harvard China. «Nuestro objetivo con este estudio era presentar un papel para el hidrógeno limpio en la economía energética de China, que luego puede servir como referencia para otros países en desarrollo con grandes sectores de industria pesada y transporte».
El estudio evaluó tres preguntas: ¿Cuáles son los desafíos clave en la descarbonización de los sectores HTA? ¿Cuáles son los roles probables del hidrógeno limpio como vector de energía y como materia prima en los sectores de HTA? ¿Y la aplicación generalizada de hidrógeno limpio en los sectores de HTA sería rentable en comparación con otras opciones?
Para analizar la rentabilidad y el papel del hidrógeno limpio en la economía general de China, centrándose en los sectores HTA poco estudiados, el equipo construyó un modelo de un sistema energético integrado que incluye la oferta y la demanda en todos los sectores. Los resultados muestran que la aplicación generalizada de hidrógeno limpio en los sectores HTA puede ayudar a China a lograr la neutralidad de carbono a bajo costo en comparación con un escenario sin producción y uso de hidrógeno limpio. El hidrógeno limpio puede ahorrar $1,72 billones en costos de inversión y evitar una pérdida del 0,13 % del PIB total (2020-2060) en comparación con un camino sin él.
Los investigadores también analizaron qué tipo de hidrógeno limpio, verde o azul, sería el más rentable. Su estudio muestra que el costo promedio del hidrógeno verde de China puede reducirse a $2/kg de hidrógeno para 2037 y $1,2/kg para 2050, cuando será mucho más barato que el hidrógeno azul ($1,9/kg).
«China tiene ricos recursos sin explotar de energía solar y eólica, tanto en tierra como en alta mar», dijo Chris P. Nielsen, coautor del artículo y director ejecutivo del Proyecto Harvard China. «Estos recursos le dan a China ventajas en el desarrollo de hidrógeno verde para su uso en sus sectores industrial y de transporte».
Y si bien la descarbonización de sectores tan difíciles de reducir es clave para mitigar el cambio climático, puede tener beneficios adicionales. Los nuevos mercados para el hidrógeno verde también podrían apoyar la transición del sistema energético a fuentes renovables. Nielsen explica que la producción de hidrógeno verde haría esto al proporcionar una forma comparativamente flexible de demanda de electricidad que no necesita satisfacerse de inmediato, como la mayoría de las cargas de electricidad. En cambio, a menudo se puede planificar, al menos en ventanas de tiempo breves. Tal flexibilidad de la demanda es valiosa para los administradores de la red, ya que les ayuda a tener en cuenta la variabilidad inherente de las fuentes de energía renovable, ya que se ven afectadas por las condiciones meteorológicas cambiantes.
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