这样的政策,例如45Z这样的政策,如果它们以补贴不提供显着,易于验证的气候利益的燃料的生产方式实施,则它们将是适得其反的。特别是,如果政策过度补贴表现不佳的燃料并帮助这些燃料捕获和维持市场份额,则可能会阻碍运输脱碳化。这样的结果将破坏替代燃料的开发和商业化,这些燃料可以以更高的确定性提供相似或更好的排放减少。例如,过度补偿具有严重可持续性问题的某些生物燃料可能会阻碍诸如合成燃料等替代选择的发展,这些燃料目前是更昂贵的,但对于满足本世纪中叶时的航空燃料需求是必不可少的。此外,补贴低碳液体燃料(例如可再生柴油或压缩生物甲烷)进行高速公路运输可能会扭曲和延迟诸如BEV和FCEV等清洁剂的部署。3
国际石油和天然气公司 (IOC) 数十年来在碳氢化合物供应链中积累的科学和工程能力,使这些公司具有独特的优势,可以推动快速扩大规模并向净零排放经济转型。利用低排放或零排放可再生能源、核能或天然气制氢以及碳捕获和储存技术,灵活大规模生产氢、氨、甲醇和其他合成燃料等能源载体,将为清洁能源提供长距离运输和永久储存选择。使用能源载体可以克服完全电气化能源系统的固有限制,提供实现净零排放经济中能源供应和安全所需的能源和功率密度以及运输和储存能力,并随着时间的推移,优化到全球任何地方消费者的最低成本。
在国际石油和天然气公司(IOC)中,碳氢化合物供应链中的科学和工程能力独特地定位了这些公司,以推动快速扩大规模并过渡到零排放经济。灵活的大规模生产能量载体,例如氢,氨,甲醇和其他合成燃料,这些燃料是由低或零发射可再生的可再生能源,核能或氢生产的,源于碳捕获和存储的天然气,将启用长距离运输和清洁能源的永久存储选择。使用能源载体可以通过提供能源和功率密度以及运输和存储能力来克服完全电气的能源系统的固有约束,这是在净零排放经济中实现能源供应和安全所需的运输和存储能力,并且随着时间的推移,在全球任何地方的消费者中都可以优化到最低的成本。
随着各国寻求实现气候中和,绿色氢能(由可再生能源生产的氢能)和由绿色氢能衍生的合成燃料将在能源转型中发挥关键作用,特别是在难以减排的行业。更具体地说,绿色氢能可以在非能源工艺和产品(如钢铁、化肥和塑料生产)中取代化石燃料方面发挥重要作用。根据《世界能源转型展望》(IRENA,2021 年)中描述的 IRENA 1.5°C 情景,到 2050 年,绿色氢能及其衍生物将占最终能源使用量的 12%,与电力一起,将占最终能源消费的 63%。要实现全球脱碳,到 2050 年需要安装 5000 吉瓦(GW)的氢电解器容量,而 2020 年的装机容量仅为 0.3 GW(IRENA,2021 年)。
彻底淘汰化石燃料。欧盟议会制定了“欧洲绿色协议”,将当前的挑战转化为欧洲的机遇。摆脱化石燃料将是未来几年和几十年的挑战。交通作为二氧化碳排放的主要贡献者之一,正在朝着电动汽车的方向发展。由于电池在充电时需要瞬时电力,因此电能需要始终可用。这意味着风能和太阳能等众所周知的可再生能源系统的强劲增长。由于风能和太阳能并非一直可用,因此持续脱碳的关键是电能的储存。解决储存挑战是从化石能源到可再生能源的能源转型的重要组成部分。这使得解决储存问题成为能源革命的重要组成部分。为了合理地实施脱碳,需要大规模的储存设施。氢气(H2)和合成燃料是一种潜在的解决方案,因为它们可以储存更长时间。[1]
摘要:太阳能驱动的二氧化碳还原是合成燃料和化学品的碳中性途径。我们在此报告使用光伏电池直接供电的气体扩散电极 (GDE) 进行太阳能驱动的 CO 2 还原的结果。GaInP/GaInAs/Ge 三结光伏电池用于为采用 Ag 纳米颗粒催化剂层的反向组装气体扩散电极供电。在 1 个太阳的模拟 AM 1.5G 照明下,该装置的太阳能到 CO 能量转换效率为 19.1%。使用反向组装 GDE 可防止催化剂床从湿润转变为充满,并使装置稳定运行 >150 小时而没有效率损失。在加利福尼亚州帕萨迪纳市的环境太阳光照下进行了户外测量,结果显示太阳能转化为二氧化碳的峰值效率为 18.7%,二氧化碳生成率为每天 47 毫克·厘米 −2,日平均太阳能转化为燃料的效率为 5.8%。
最适合封存二氧化碳的地质构造包括盐丘和枯竭的油气储层。二氧化碳也可以直接从大气中捕获,例如直接空气捕获 (DAC)——这是一项前景光明的技术,正在吸引投资以扩大目前部署的早期阶段(目前,全球有 15 家 DAC 工厂在运营,每年吸收 9,000 公吨二氧化碳)。捕获的二氧化碳用于工业应用,为 CCUS 设施的投资者提供收入来源。到目前为止,至少在美国,大多数 CCUS 项目都为上游石油和天然气的提高采收率 (EOR) 作业提供了二氧化碳。截至 2020 年,EOR 约占总捕获碳使用量的 75%。捕获的二氧化碳还有其他用途,政府现在加强了激励措施,以工业用途为目标,例如生产化学品、合成燃料和工业材料。
通过电解过剩可再生能源产生的绿色氢气是一种很有前途的季节性能源储存解决方案,有可能使能源部门脱碳。然而,它的物理特性使其难以大规模储存和运输,无法用于电网规模的储存应用。将过剩的可再生能源储存在氢气中的另一种方法是将氢气转化为合成燃料,这种燃料具有工业上成熟的生产工艺和成熟的运输、储存和配送基础设施。本研究旨在进行可行性分析,比较绿色氢气、氨、甲烷和甲醇作为季节性能源储存的成本和兼容性。讨论了每种燃料的生产及其作为能源载体商业化的障碍。最具潜力的储氢技术被确定为盐穴和衬砌岩穴储存,但由于 I-IV 型压力容器储存在行业中很普遍,因此也被纳入分析
化学工程师采用科学和工程原则来开发通过物理,化学或生化的物质转化,开发有用和增值材料的经济生产和分配的过程或系统。此外,必须关注经济学,健康和安全以及环境影响。在研究生计划中进一步强调了多组分热力学,运输现象,动力学,过程控制和过程设计的化学工程课程,以提供更多的培训,以便工程师进入生产,研究和过程开发,过程设计,技术销售,技术销售和工程管理职位。化学工程的培训为毕业生提供了解决当今社会面临的许多问题,例如人类健康,能源短缺,合成燃料的生产,水和空气污染,有毒化学控制和食品生产。愿景我们的愿景将是独特的和国际认可的研究生化学工程计划,并获得最高排名。任务