Un equipo de investigación interdisciplinario internacional dirigido por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha revelado conocimientos críticos sobre cómo las opciones estratégicas de límites de emisiones pueden conducir a una descarbonización rentable, casi del 100%, de la industria del amoníaco, evitando al mismo tiempo problemas como tierra. Utilice restricciones y congestión de la red. Este estudio innovador es el primero en identificar las características de precios óptimas para las plantas de producción de amoníaco y los objetivos de reducción de emisiones.
La producción de amoníaco, que representa 36 millones de toneladas métricas de emisiones anuales de dióxido de carbono en Europa, depende principalmente del hidrógeno derivado de combustibles fósiles. Estas emisiones pueden reducirse drásticamente mediante el hidrógeno electrolítico (que produce hidrógeno mediante la electrólisis del agua) porque solo requiere electricidad, que puede generarse a partir de fuentes renovables.
Sin embargo, la transición a alternativas con bajas emisiones de carbono utilizando electricidad de la red, en particular hidrógeno electrolítico, plantea importantes desafíos económicos y logísticos, ya que el complejo impacto de factores regionales (incluida la disponibilidad de recursos renovables y la intensidad de carbono de la generación de electricidad local) en las emisiones relación. No existe mejor comprensión entre valor y costo.
Para llenar este vacío, un equipo dirigido por el Profesor LU Zhongming, Profesor Asistente de la División de Medio Ambiente y Sostenibilidad (NVR) de HKUST, y la Profesora Magdalena Clemun, Profesora Asistente de la División de Políticas Públicas (PPOL) de HKUST. Stefano Mingola, doctorado de ENVR de HKUST en colaboración con ETH Zurich, examinó el impacto de un amplio límite de emisiones en los costos y la viabilidad de la transición a la producción de hidrógeno electrolítico de base renovable en Europa, utilizando datos renovables de alta resolución de 38 ubicaciones europeas y en expansión. Años 2024 al 2050. Aunque los datos y los resultados son específicos de la UE, el enfoque puede ser útil para otros sectores difíciles de reducir en transición a combustibles bajos en carbono.
Identificaron que lograr objetivos ambiciosos de reducción de emisiones, como reducir las emisiones en un 95% en comparación con los niveles actuales, es posible con aumentos de costos mínimos en comparación con objetivos menos estrictos propuestos por organismos reguladores como la Comisión Europea. Sin embargo, la transición hacia una reducción del 100% de las emisiones (operando completamente fuera de la red con fuentes de energía renovables) presenta implicaciones sustanciales en términos de costos y uso de la tierra, particularmente en regiones con limitaciones de recursos.
“Las decisiones estratégicas a la hora de fijar límites a las emisiones son fundamentales para la transición de la industria del amoníaco hacia tecnologías bajas en carbono”, afirmó el profesor Lu.
“Este estudio proporciona información importante para los responsables políticos que buscan equilibrar los objetivos medioambientales, los costes y la disponibilidad de recursos”, añadió el profesor Clemun. El equipo destaca la necesidad de una elección estratégica de límite de emisiones combinada con inversiones en innovación tecnológica, para desarrollar diseños de plantas flexibles que puedan adaptarse a la disponibilidad de diferentes energías renovables para reducir los costos y los requisitos de terreno asociados con la generación fuera de la red.
Los formuladores de políticas podrían establecer objetivos de descarbonización más estrictos para las regiones que presenten una combinación de condiciones favorables para el despliegue del hidrógeno electrolítico que permitirían emisiones cercanas a cero con un aumento de costo mínimo o nulo en comparación con la producción de hidrógeno de origen fósil, mientras que se adoptarían medidas menos estrictas o retrasadas. Puede aplicarse a otras regiones.
“Al adoptar estrategias graduales específicas de la región y priorizar la flexibilidad de las plantas, la industria difícil de reducir puede gestionar mejor su transición a tecnologías bajas en carbono manteniendo al mismo tiempo la competitividad”, dijo el Dr. Mingolla.
Los resultados de su investigación fueron publicados recientemente. comunicación de la naturalezaEl autor principal Dr. Stefano Mingolla, codirigido por el Prof. Lu Zhongming y la Prof. Magdalena Clemun y los miembros del grupo, el Prof. Francesco Ciucci del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de HKUST, el Prof. Giovanni Sansavini del Departamento de y el Dr. Paolo Gabrieli de Ingeniería de Procesos en ETH Zurich, Alessandro Manzotti y Matthew Robson de la Ammonia Energy Association. Kevin Rowenhorst.