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重型车辆化石燃料替代选择对电力行业的影响——使用电动汽车和智能充电
我们讨论了减少重型车辆 (HDV) 化石燃料排放的各种方案，包括电池电动汽车 (BEV)、电动道路系统 (ERS) 以及通过氢燃料电池或电子燃料实现的间接电气化。我们使用开源容量扩展模型和基于路线的卡车交通数据，研究了在德国可再生能源占高比重的未来情景下，它们对电力部门的影响。对于可灵活充电且可进行车辆到电网运营的 BEV，电力部门成本最低，而对于电子燃料，成本最高。如果 BEV 和 ERS-BEV 没有得到最佳充电，电力部门成本会增加，但仍远低于氢能或电子燃料的情景。这是因为间接电气化的能源效率较低，这超过了潜在的灵活性优势。BEV 和 ERS-BEV 有利于太阳能光伏能，而氢能和电子燃料有利于风能并增加化石电力发电。结果在敏感性分析中仍然保持定性稳健。
氢基能源载体作为减少本世纪中叶脱碳目标相关残余排放的替代选择的作用
氢基能源载体，包括氢气、氨和合成碳氢化合物，有望在《巴黎协定》目标的背景下帮助减少残余二氧化碳排放，尽管它们的潜力尚未完全明确，因为它们与电力、生物燃料和碳捕获与储存 (CCS) 等其他缓解方案具有竞争力和互补性。这项研究旨在使用一个详细的能源系统模型，探索氢在不同缓解情景和技术组合下在全球能源系统中的作用，该模型考虑了包括氢基能源载体的转换和使用在内的各种能源技术。结果表明，在 2 ◦ C 情景下，到 2050 年，氢基能源载体在全球最终能源需求中的份额通常仍不到 5%。尽管如此，在特定条件下，此类载体有助于消除工业和运输部门的残余排放。在对应于 1.5 ◦ C 变暖的严格缓解情景和没有 CCS 的情景下，它们的份额将增加到 10-15%。运输业是最大的消费行业，占氢气产量的一半或更多，其次是工业和电力行业。除了直接使用氢气和氨之外，由氢气和从生物质或直接空气中捕获的碳转化而成的合成碳氢化合物也是颇具吸引力的运输燃料，占所有氢基能源载体的一半。扩大电气化和生物燃料的使用是另一种常见的成本效益战略，这揭示了整体政策设计的重要性，而不是过度依赖氢气。