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绿色氢和绿色氢衍生物的运输方案的工艺工程分析
预计未来 20 到 30 年，德国的氢气需求将大幅上升。根据不同情景，预计 2045 年的氢气能源需求在 50 至 430 TWh（低热值 [LHV]）之间。[1 – 3] 虽然部分氢气需求可以在当地满足，但仍需要进口氢气。对于较长的运输距离，例如从北美或南美进口氢气，管道运输并不可行。因此，未来通过船舶运输氢气将至关重要。除了液化氢气外，还有其他船运氢气选择。为此，氢气可以转化为其他化学能量载体，称为 H2 衍生物。本研究讨论了以下氢气运输选项：液态氢 (LH2)、液态甲烷 (Green LNG)、氨 (NH3)、液态有机氢载体 (LOHC) 和甲醇 (MeOH)。如图 1 所示，可以使用若干标准从技术上评估进口方案。提到的技术评估标准包括：进口方案流程链中各个步骤的技术准备情况、航运基础设施、体积能量密度以及能源载体的处理。这个清单绝不是完整的，可以进一步扩展。第一步，本研究侧重于能量利用率，即将氢气或其衍生物运输到进口国需要多少能量。图 2 概述了本研究涵盖的内容。虽然可以转换回氢气并且对于每种运输方案都予以考虑，但一些 H2 衍生物也可以直接在进口国使用。因此，对于绿色液化天然气、氨和甲醇，除了转换回氢气外，还考虑直接利用。大多数研究都集中于单一能源载体或其相关的进口成本。国际可再生能源机构 (IRENA) 2022 评估了 NH3、LH2 和 LOHC 的氢气进口； [4] Staiß 等人（2022 年）比较了 LH 2 、NH 3 、MeOH 和费托产品的进口选择。[5] 虽然 Hank 等人（2020 年）也考虑了与本文相同的能源载体（LH 2 、LOHC、CH 4 、MeOH 和 NH 3 ），但对于 H 2 衍生物 CH 4 、MeOH 和 NH 3 ，进口过程中没有再转化（裂解或重整）
绿氢用于工业供热的评估
本报告重点关注五个优先子行业，它们合计占工业热能需求的 70% 13 以上：石油炼制、化学制造、纸浆和造纸、钢铁和水泥。人们认识到，这些子行业有潜力将氢气部署到其运营的其他过程中，但本报告重点关注工业热能用途。在这些子行业中，氢气的采用程度可能会有所不同。免费副产品燃料（如石油焦、“静止”气体、废弃生物质等）的存在将限制石油炼制商和造纸商的采用，而化学品制造商，如氨 (NH3) 和甲醇 (CH3OH) 制造商，可能会使用绿色氢气作为供热和原料。此外，绿色氢气可能作为化学品和水泥制造商的供热源，以及炼钢子行业铁还原的关键投入。
2457.pdf
冰晶特性：对于水，如图 1 所示，已制备并成像了几种不同大小的冰。在上图中，将单个水滴放入 LN2 中生成球形冰球（~5 毫米）。中间图使用喷雾沉积形成柔软的冰层。下图来自冷凝，其产生小至 100 m 的晶体尺寸。这种根据挥发物设计冰粒度的能力为潜在的样品请求提供了额外的控制柄。例如，可以为超细材料请求小晶体以进行 ISRU 测试和资源提取。另一个示例是使用更大的 5 毫米冰球在 PSR 内进行流动性测试。对各种挥发物重复此测试过程，包括但不限于 CH3OH、H2S/水、NH3/CH3OH 以及结合 CO2 喷雾系统。为了进行特性分析，我们有一个位于 LN 2 的单独水平冷板和一个位于上方的摄像系统，以便可以测量接近的颗粒尺寸，并在有限熔化的过程中获得测试图像。
为未来提供动力：船舶用电子氨生产的技术经济评估
本文探讨了绿色氨 (NH3) 作为船用燃料在向脱碳航运转型过程中的可行性。虽然没有单一的解决方案来实现脱碳，但人们越来越认识到绿色氨在航运业脱碳方面的关键作用。该研究采用综合模型估算 2030 年和 2050 年的生产、储存和配送成本，重点关注光伏和风力发电具有竞争力的地区。主要发现表明，虽然平准化电力成本 (LCOE) 是一个关键因素，但即使预计到 2030 年成本会降低，与绿色氨相关的高成本仍可能持续存在。技术创新和规模经济等因素可能有助于成本下降，但大幅降低取决于政府的支持性政策。到 2050 年，成本预计仍将居高不下，这凸显了政策支持对经济可行性的必要性。最终，提高绿色氨的经济可行性需要采取多方面的方法，包括财政激励、监管框架和技术进步。本文强调，包括绿色氨在内的多种替代燃料对于满足海运业的能源需求至关重要，并提倡采用灵活的多燃料战略来应对航运业脱碳的挑战。
量子化学中激发态的全电路量子算法
利用量子计算机研究量子化学是当今的一个重要的研究领域。除了广泛研究的基态问题外，激发态的确定在化学反应和其他物理过程的预测和建模中起着至关重要的作用。本文提出了一种基于非变分全电路的量子算法来获得量子化学哈密顿量的激发态谱。与以前的经典-量子混合变分算法相比，我们的方法消除了经典的优化过程，减少了不同系统之间相互作用带来的资源成本，实现了更快的收敛速度和更强的抗噪性，没有贫瘠的平台。确定下一个能级的参数更新自然取决于前一个能级的能量测量输出，并且只需修改辅助系统的状态准备过程即可实现，几乎不会引入额外的资源开销。本文给出了氢、LiH、H2O 和 NH3 分子算法的数值模拟。此外，我们还提供了一个示例
通过废铁感应加热控制快速多次吸附-解吸循环评估 CaCl2-NH3 对中的热化学储能
储能系统可解决当前供需间歇性问题，从而提高能源效率。在众多可用技术中，热化学储能前景十分广阔。在这项工作中，我们首次通过实验研究了感应加热作为将电力系统与热能技术直接耦合的方法。该系统还允许在快速多重吸附 - 解吸循环控制中进行多种测量。在定制装置中实现 CaCl 2 -NH 3 加合物的吸附和解吸循环。铁丝和废红泥被研究作为潜在的感应材料。使用差示扫描量热法、热重法、扫描电子显微镜和比表面积对材料在 1、2 和 1000 次循环后的性能进行评估。废红泥表现出良好的感应潜力。在所有情况下，1000 次循环后均未观察到材料降解。与使用铁丝加热的样品相比，使用废弃红泥加热的样品具有更高的最大吸收容量（0.304 对 0.154 g NH3 /g CaCl2 ）和解吸焓（716 对 460 KJ/ kg CaCl2 ）。这被发现与含有红泥的样品的平均比表面积有关，该比表面积几乎是铁样品的两倍。我们希望这里提出的概念可以促进感应加热方向的研究，同时为废弃红泥产生新的利用途径。
生物炭：使用碳的农业，环境保护和气候弹性
自2000年代初以来，通过有机废物的热化学转化产生的富含碳材料的生物炭研究激增了超过30,000份同行评审的文章，突出了其多样化的环境利益。由政府间气候变化的面板认可为一种负发射技术，生物炭可以长期隔离碳，从而导致气候变化缓解。它通过增强土壤结构，提高水的能力并促进养分循环来改善土壤健康。此外，生物炭的应用可显着降低温室气体排放，例如一氧化二氮（N2O）和氨（NH3），并降低硝酸盐浸出，从而提高水质。尽管有这些优势，但由于市场挑战和盈利问题，尤其是在美国，生物炭的广泛采用仍然有限。立法和监管支持对于更广泛的采用至关重要。必须进行全面的成本效益分析，受控环境研究，长期现场监测和标准化指南，以证明生物炭的经济和环境益处。教育和外展工作对于提高农民和其他利益相关者的认识至关重要。本文旨在提高人们对生物炭研究的教育，研究和投资的认识，以增强生态，环境和农业实践，并更好地为行业和决策者提供更多信息。研究人员，政策制定者和从业人员之间的合作对于将生物炭纳入可持续农业和环境保护策略至关重要，从而释放了其生态和经济利益的全部潜力。
GCCM003-能源生产方法-...
a) 厌氧消化器 - 用于通过厌氧消化从液体或固体废物中产生沼气的设备。消化器被覆盖或封装，以便能够捕获沼气用于供热和/或发电或将沼气输送到天然气网络。b) 厌氧消化 - 在没有空气/氧气供应的情况下，厌氧细菌的作用使有机材料降解和稳定，从而产生甲烷和二氧化碳。进行厌氧消化的典型有机材料是城市固体废物 (MSW)、动物粪便、废水、有机工业废水和需氧废水处理厂产生的生物固体。c) 厌氧泻湖 - 一种处理系统，由一个深土盆组成，其体积足以使可凝固体沉淀，消化残留污泥，并通过厌氧方式减少一些可溶性有机底物。厌氧泻湖不充气、不加热、不混合，除可能浓缩了过量未消化油脂和浮渣的浅表层外，厌氧条件占主导地位。d) 沼气 - 由厌氧消化器/厌氧泻湖产生的气体。通常，气体的成分为 50% 至 70% 的 CH4 和 30% 至 50% 的 CO2，以及痕量的 H2S 和 NH3（1% 至 5%）e) 有机废物 - 含有可降解有机物的固体废物。这可能包括粪肥、农业工业和食品工业废物、污水处理厂的污泥和 MSW。f) 城市固体废物 (MSW) - 不同固体废物类型的异质混合物，通常由市政当局或其他地方当局收集。MSW 包括家庭垃圾、花园/公园垃圾和商业/机构垃圾。
爱尔兰国际研究计划的国际股权支持的伊斯兰教伙伴关系项目，根据爱尔兰的呼吁 - 新西兰JO
提炼库存报告的排放因素。（珊瑚礁）准确和经过验证的排放因素是迫切需要支持库存，纳入缓解措施和基础农场计算器/定价（对于新西兰）和温室气体有效的农业实践（两国）。库存报告（Reefir）的精炼排放因子与两国具有更高层，分类，N2O和NH3排放因子和方法的确定需求，这些需求也包括缓解碳循环和CO2排放的影响。该项目建立在成功的Dataman（根据全球研究联盟（GRA）资助的基础上，该项目从粪便管理中开发了一个公开可用的GHG排放数据库。我们将从矿物N来源和刷新Dataman的排放数据与更多的最新数据进行整理。DATAMAN的差距分析将用于设计新的实验工作，以量化爱尔兰和新西兰的N来源的排放。将使用基于统计和基于过程的建模方法来分析刷新的数据库。统计方法将基于Dataman开发的方法。基于过程的建模将使用APSIM，DayCent和DNDC –Models的集合进行，这些集合在此处被广泛接受。结合在一起，这两种方法将更好地阐明排放和排放因子的关键驱动因素，并将考虑碳通量和农场生产的考虑在于减少温室气体排放量。以及它们将构成对两国所需的温室气体减少至关重要的高层排放因素的基础。项目将在项目中有强大的知识转移努力。这些方法将包括与策略的交互式研讨会
美国电力驱动连续氨生产成本的地区差异
摘要：成本效益高的低碳氨生产对于现有用途的脱碳必不可少，但也可以实现其他难以电气化的终端用途的脱碳，例如航运，其中能源密度是一个关键标准。本文，我们评估了 2030 年工业规模产量（250 吨/天）氨生产（95% 可用性）的平准化成本，这些产量来自整合可再生发电、电解、氨合成和储能的商业技术。我们的分析考虑了可变可再生能源 (VRE) 来源和电网的电力供应的成本和排放属性的空间和时间变化及其对工厂设计、运营、成本和排放的影响。根据 2030 年的技术成本和电网预测，我们发现美国中部地区并网氨的成本为 0.54 – 0.64 美元/千克，而天然气氨的成本为 0.3 – 0.4 美元/千克，并且根据电网的发电结构，二氧化碳排放量可能更高或更低。完全基于 VRE 的氨生产，即使同时利用风能和光伏，也比并网生产成本更高，因为需要储存来管理 VRE 间歇性和连续氨生产。与天然气路线相比，在美国中部现有氨设施所在地使用 VRE 和电网电力的组合可以实现每吨氨减少 2 – 80% 的二氧化碳排放量，对应的平准化成本范围为 0.57 – 0.85 美元/千克 NH3。如果氨合成回路能够更加灵活，从而减少对全天候电力供应的需求，并用氨储存替代电池储存，则可以进一步降低成本。关键词：氨、氢、脱碳、可再生能源、技术经济分析、电气化过程、优化■简介