在气候危机时期,能源部门的治理至关重要,欧盟成员国需要支持以确保从正在持续的新冠疫情中实现经济复苏 (EASAC, 2020a)。因此,特别值得欢迎的是,根据欧盟关于能源联盟和气候行动治理的规定 (EU, 2018a),欧盟氢能战略认识到需要与成员国的国家氢能战略进行协调,因为这将最大限度地为整个欧盟提供机会,使其受益于可再生能源的多样性和成员国之间不断发展的氢能市场 (EWK, 2020)。欧盟目前的氢能市场将发生变化和发展,因为包括氨生产在内的化学过程必须脱碳,而且随着化石燃料的使用逐步淘汰,炼油需求将下降。与此同时,预计将出现可再生和低碳氢能2的新市场,特别是在炼钢、长途运输和能源系统领域 (EASAC, 2019a)。在这方面,与欧盟氢能和能源系统一体化战略中的循环经济的联系也很重要(EASAC,2016)。
“该委员会的报告为“合成燃料的政策 - 合成燃料:未来运输燃料”是一项全面的探索和分析,旨在评估运输/流动性领域合成燃料的前景和政策框架。该报告汇编了来自相应领域的各种成员和专家的见解,讨论了合成燃料在实现可持续运输目标中的潜在作用。本文提出的发现,讨论和政策建议是广泛的文献调查,研究,专家讨论以及委员会成员的集体专业知识的产物,目的是为与合成燃料有关的政策做出贡献。重要的是要注意,该报告的内容反映了2024年3月出版日期的数据和见解。本报告中表达的建议和观点旨在用于政策指导和战略方向。他们不构成任何监管机构或政府机构的有约束力的承诺或正式政策立场。由于合成燃料的领域正在迅速发展,讨论的一些技术和过程可能会发生重大变化。因此,建议将该报告用作参考文档,而不是最新技术或法规信息的确定来源。委员会及其成员对报告中的任何错误或遗漏不承担任何责任,并且对根据报告的信息采取的任何行动概不负责。利益相关者在做出本报告内容影响的决定时咨询其他来源和专家。”
dme是用于压缩点火(CI)发动机的替代柴油燃料,可以通过一系列废物原料产生,从而避免进入供应链的新化石碳。dme的特征是低CO 2,低NOx和低颗粒物(PM)排放。其高的下烷数意味着它可以在具有最小修饰的CI发动机中使用。创建循环燃料经济的关键是将多个废物流纳入经济和环境可持续的供应链。因此,我们还考虑了低碳燃料和产生氢的可用性和性质。可靠的二氧化碳来源也是必不可少的,如果CO 2利用过程在商业上可行。DME植物的位置将取决于局部生态系统,理想情况下应在废物发射器和低碳能源上共同分层。替代液体燃料在中期被认为是有趣的,而可再生电力和氢被认为是对未来运输部门的可靠长期解决方案。dme可以被认为是圆形氢载体,也将能够在低可再生能源发电时存储能量以供使用。
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本文研究了可再生能源丰富资源丰富的偏远地区可再生电力的碳中性合成燃料生产的经济学。为此,提出了一个基于图的优化建模框架,直接适用于远程可再生能源供应链的战略规划。更确切地说,引入了计划问题的超图抽象,其中可以将节点视为具有自己的参数,变量,约束和本地目标的优化子问题。节点通常代表一个子系统,例如技术,工厂或过程。超级中期表达了子系统之间的连通性。该框架被利用以研究北非太阳能和风能从碳中性合成的甲烷生产的经济学以及其传递到西北欧洲市场的经济学。完整的供应链是以集成方式建模的,这使得能够在小时的时间尺度上准确捕获各种技术之间的相互作用。结果表明,到2030年,对于每年提供10个TWH的系统,并依靠太阳能光伏和风能发电厂的组合,合成甲烷生产和交付的成本将略低于150 E /MWH(较高的加热价值),假设统一的加权平均资本为7%。最昂贵的配置(约200 E /MWH)仅依靠太阳能电动发电厂,而最便宜的配置(约88 E /MWH)则利用太阳能PV和风电厂的组合,是在将件成本设定为零时获得的。还进行了全面的敏感性分析,以评估各种技术经济参数和假设对合成甲烷成本的影响,包括风力发电厂的可用性,电解的投资成本,甲基化和直接空气捕获工厂的投资成本,其运营动力,其运营能力,直接捕获空气捕获工厂的能源消耗,并捕获空气植物,和固定成本。
对可持续和环保能源的追求加剧了对零碳合成燃料生产的关注。催化剂在此过程中发挥着关键作用,提高了将可再生能源转化为合成燃料的效率和可行性。这篇全面的评论深入探讨了零碳合成燃料生产催化剂开发的最新进展。它研究了为优化催化性能而出现的创新材料和技术,包括纳米结构催化剂、混合材料和仿生方法。该评论强调了在理解和操纵催化剂特性以实现各种反应条件下更高的活性、选择性和稳定性方面取得的重大进展。它还探讨了先进的表征技术和计算建模在催化剂设计中的整合,为推动催化过程的分子级相互作用和机制提供了见解。特别关注了水分解、二氧化碳还原和氢化等关键反应的催化剂的开发。该评论讨论了扩大这些技术规模所面临的挑战和潜在的环境影响,为广泛采用的可行性提供了一个平衡的视角。此外,本综述还讨论了不同催化材料结合的协同效应以及利用地球上丰富的元素降低成本和增强可持续性的潜力。文中还探讨了电化学和光化学催化剂在推动高效能源转换过程中的作用,展示了这些技术在实现零碳燃料生产方面的多功能性和潜力。总之,本综述强调了先进催化剂在寻求可持续合成燃料方面的变革潜力。它为未来的研究和开发提供了路线图,强调需要采取跨学科方法和协作努力来克服现有挑战并加速向零碳能源格局的过渡。催化剂技术的进步不仅有望彻底改变合成燃料的生产,而且还将为全球减缓气候变化和减少对化石燃料的依赖做出重大贡献。