تجزیہ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ صرف CCUS اور NETs کے ساتھ مل کر توانائی کی کارکردگی میں بہتری پر انحصار چین کے HTA شعبوں، خاص طور پر بھاری صنعتوں کے گہرے ڈیکاربونائزیشن کے لیے ایک سرمایہ کاری مؤثر راستہ ہونے کا امکان نہیں ہے۔مزید خاص طور پر، HTA سیکٹرز میں کلین ہائیڈروجن کا وسیع پیمانے پر استعمال چین کو کاربن نیوٹرلٹی لاگت کو مؤثر طریقے سے حاصل کرنے میں مدد کر سکتا ہے اس کے مقابلے میں صاف ہائیڈروجن کی پیداوار اور استعمال کے بغیر۔نتائج چین کے HTA decarbonization کے راستے کے لیے مضبوط رہنمائی اور اسی طرح کے چیلنجز کا سامنا کرنے والے دوسرے ممالک کے لیے ایک قابل قدر حوالہ فراہم کرتے ہیں۔
صاف ہائیڈروجن کے ساتھ HTA صنعتی شعبوں کو ڈیکاربونائز کرنا
ہم 2060 میں چین کے لیے کاربن غیرجانبداری کے لیے تخفیف کے راستوں کی ایک مربوط کم لاگت کی اصلاح کرتے ہیں۔ جدول 1 میں ماڈلنگ کے چار منظرناموں کی وضاحت کی گئی ہے: معمول کے مطابق کاروبار (BAU)، پیرس معاہدے (NDC) کے تحت چین کی قومی سطح پر طے شدہ شراکت، نیٹ- بغیر ہائیڈروجن ایپلی کیشنز (زیرو-این ایچ) کے ساتھ صفر اخراج اور کلین ہائیڈروجن (زیرو-ایچ) کے ساتھ خالص صفر اخراج۔اس مطالعہ میں HTA کے شعبوں میں سیمنٹ، آئرن اور سٹیل اور کلیدی کیمیکلز (بشمول امونیا، سوڈا اور کاسٹک سوڈا) کی صنعتی پیداوار اور ہیوی ڈیوٹی ٹرانسپورٹ، بشمول ٹرکنگ اور گھریلو شپنگ شامل ہیں۔مکمل تفصیلات طریقوں کے سیکشن اور ضمنی نوٹس 1-5 میں فراہم کی گئی ہیں۔لوہے اور سٹیل کے شعبے کے بارے میں، چین میں موجودہ پیداوار کا غالب حصہ (89.6%) بنیادی آکسیجن بلاسٹ فرنس کے عمل سے ہے، جو اس کی گہری ڈیکاربنائزیشن کے لیے ایک اہم چیلنج ہے۔
صنعتالیکٹرک آرک فرنس کا عمل 2019 میں چین میں کل پیداوار کا صرف 10.4% پر مشتمل تھا، جو کہ دنیا کے اوسط حصہ سے 17.5% کم اور ریاستہائے متحدہ کے مقابلے میں 59.3% کم ہے۔ہم نے ماڈل میں 60 اہم فولاد سازی کے اخراج میں تخفیف کی ٹیکنالوجیز کا تجزیہ کیا اور انہیں چھ زمروں میں درجہ بندی کیا (تصویر 2a): مادی کارکردگی میں بہتری، جدید ٹیکنالوجی کی کارکردگی، برقی کاری، CCUS، سبز ہائیڈروجن اور بلیو ہائیڈروجن (ضمنی جدول 1)۔ZERO-H کی نظام لاگت کی اصلاح کا NDC اور ZERO-NH منظرناموں کے ساتھ موازنہ کرنے سے پتہ چلتا ہے کہ صاف ہائیڈروجن آپشنز کو شامل کرنے سے آئرن کی ہائیڈروجن ڈائریکٹ کمی (ہائیڈروجن-DRI) کے عمل کو متعارف کرانے کی وجہ سے کاربن میں قابل ذکر کمی آئے گی۔نوٹ کریں کہ ہائیڈروجن نہ صرف سٹیل بنانے میں توانائی کے ذریعہ کے طور پر کام کر سکتی ہے بلکہ بلاسٹ فرنس-بیسک آکسیجن فرنس (BF-BOF) عمل میں اضافی بنیادوں پر کاربن کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر بھی کام کر سکتی ہے اور ہائیڈروجن-DRI روٹ میں 100%۔زیرو-ایچ کے تحت، BF-BOF کا حصہ 2060 میں 34% تک کم ہو جائے گا، جس میں 45% الیکٹرک آرک فرنس اور 21% ہائیڈروجن-DRI، اور کلین ہائیڈروجن اس شعبے میں توانائی کی کل طلب کا 29% فراہم کرے گی۔شمسی اور ہوا سے بجلی کی گرڈ قیمت کے ساتھ متوقع ہے۔205019 میں امریکی ڈالر 38–40MWh−1 تک گرا، گرین ہائیڈروجن کی قیمت
میں بھی کمی آئے گی، اور 100% ہائیڈروجن-DRI روٹ پہلے سے تسلیم شدہ سے زیادہ اہم کردار ادا کر سکتا ہے۔سیمنٹ کی پیداوار کے حوالے سے، ماڈل میں 47 کلیدی تخفیف ٹیکنالوجیز شامل ہیں جن کی چھ زمروں میں درجہ بندی کی گئی پیداواری عمل میں (ضمنی جدول 2 اور 3): توانائی کی بچت، متبادل ایندھن، کلینکر ٹو سیمنٹ تناسب کو کم کرنا، CCUS، سبز ہائیڈروجن اور بلیو ہائیڈروجن ( تصویر 2b)۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے والی ٹیکنالوجیز سیمنٹ کے شعبے میں CO2 کے کل اخراج میں سے صرف 8–10٪ کو کم کر سکتی ہیں، اور فضلے سے حرارت پیدا کرنے اور آکسی ایندھن کی ٹیکنالوجیز کا محدود تخفیف اثر ہوگا (4–8٪)۔کلینکر ٹو سیمنٹ کے تناسب کو کم کرنے والی ٹیکنالوجیز نسبتاً زیادہ کاربن تخفیف (50–70%) حاصل کر سکتی ہیں، جس میں بنیادی طور پر دانے دار بلاسٹ فرنس سلیگ کا استعمال کرتے ہوئے کلینکر کی پیداوار کے لیے ڈیکاربونائزڈ خام مال بھی شامل ہے، حالانکہ ناقدین سوال کرتے ہیں کہ کیا نتیجہ سیمنٹ اپنی ضروری خصوصیات کو برقرار رکھے گا۔لیکن موجودہ نتائج بتاتے ہیں کہ CCUS کے ساتھ مل کر ہائیڈروجن کے استعمال سے سیمنٹ کے شعبے کو 2060 میں تقریباً صفر CO2 کے اخراج کو حاصل کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔
ZERO-H منظر نامے میں، 20 ہائیڈروجن پر مبنی ٹیکنالوجیز (47 تخفیف ٹیکنالوجیز میں سے) سیمنٹ کی پیداوار میں کام کرتی ہیں۔ہمیں معلوم ہوا ہے کہ ہائیڈروجن ٹیکنالوجیز کی اوسط کاربن کم کرنے کی لاگت عام سی سی یو ایس اور فیول سوئچنگ اپروچ (تصویر 2b) سے کم ہے۔مزید برآں، 2030 کے بعد سبز ہائیڈروجن نیلے ہائیڈروجن سے سستی ہونے کی توقع ہے جیسا کہ ذیل میں تفصیل سے بحث کی گئی ہے، تقریباً US$0.7–US$1.6 kg−1 H2 (ref. 20)، جس سے سیمنٹ بنانے میں صنعتی حرارت کی فراہمی میں CO2 میں نمایاں کمی واقع ہوئی ہے۔ .موجودہ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ یہ چین کی صنعت میں حرارتی عمل سے CO2 کے 89-95% کو کم کر سکتا ہے (تصویر 2b، ٹیکنالوجیز
28–47)، جو ہائیڈروجن کونسل کے 84–92٪ کے تخمینہ سے مطابقت رکھتا ہے (ریفری 21)۔CO2 کے کلینکر کے عمل کے اخراج کو CCUS کے ذریعے ZERO-H اور ZERO-NH دونوں میں کم کیا جانا چاہیے۔ہم ماڈل کی تفصیل میں درج امونیا، میتھین، میتھانول اور دیگر کیمیکلز کی تیاری میں فیڈ اسٹاک کے طور پر ہائیڈروجن کے استعمال کو بھی نقل کرتے ہیں۔ZERO-H منظر نامے میں، ہائیڈروجن حرارت کے ساتھ گیس پر مبنی امونیا کی پیداوار 2060 میں کل پیداوار کا 20% حصہ حاصل کرے گی (تصویر 3 اور ضمنی جدول 4)۔اس ماڈل میں چار قسم کی میتھانول پروڈکشن ٹیکنالوجیز شامل ہیں: کوئلہ سے میتھانول (CTM)، کوک گیس سے میتھانول (CGTM)، قدرتی گیس سے میتھانول (NTM) اور CGTM/NTM ہائیڈروجن حرارت کے ساتھ۔زیرو-H منظر نامے میں، ہائیڈروجن حرارت کے ساتھ CGTM/NTM 2060 میں 21% پیداواری حصہ حاصل کر سکتا ہے (تصویر 3)۔کیمیکل ہائیڈروجن کے ممکنہ توانائی کے کیریئر بھی ہیں۔ہمارے مربوط تجزیے کی بنیاد پر، ہائیڈروجن 2060 تک کیمیائی صنعت میں حرارت کی فراہمی کے لیے توانائی کی حتمی کھپت کا 17% حصہ لے سکتی ہے۔ بائیو انرجی (18%) اور بجلی (32%) کے ساتھ ساتھ، ہائیڈروجن کا بھی اہم کردار ہے۔ 
چین کی HTA کیمیکل انڈسٹری کی ڈی کاربنائزیشن (تصویر 4a)۔
تصویر 2 |کاربن تخفیف کی صلاحیت اور تخفیف کی کلیدی ٹیکنالوجیز کے اخراجات میں کمی۔a، سٹیل بنانے والی 60 کلیدی اخراج کم کرنے والی ٹیکنالوجیز کی چھ اقسام۔b، 47 کلیدی سیمنٹ کے اخراج کو کم کرنے والی ٹیکنالوجیز کی چھ اقسام۔ٹیکنالوجیز کو نمبر کے لحاظ سے درج کیا گیا ہے، اسی طرح کی تعریفیں a کے لیے ضمنی جدول 1 اور b کے لیے ضمنی جدول 2 میں شامل ہیں۔ہر ٹیکنالوجی کی ٹیکنالوجی کی تیاری کی سطح (TRLs) نشان زد ہیں: TRL3، تصور؛TRL4، چھوٹا پروٹو ٹائپ؛TRL5، بڑا پروٹو ٹائپ؛TRL6، پیمانے پر مکمل پروٹو ٹائپ؛TRL7، پہلے سے تجارتی مظاہرہ؛TRL8، مظاہرہ؛TRL10، جلد اپنانے؛TRL11، بالغ۔
صاف ہائیڈروجن کے ساتھ HTA نقل و حمل کے طریقوں کو ڈیکاربونائز کرنا ماڈلنگ کے نتائج کی بنیاد پر، ہائیڈروجن میں بھی چین کے ٹرانسپورٹ سیکٹر کو ڈیکاربونائز کرنے کی بڑی صلاحیت ہے، حالانکہ اس میں وقت لگے گا۔LDVs کے علاوہ، ماڈل میں تجزیہ کیے گئے دیگر نقل و حمل کے طریقوں میں فلیٹ بسیں، ٹرک (ہلکے/چھوٹے/درمیانے/بھاری)، گھریلو شپنگ اور ریلوے شامل ہیں، جو چین میں زیادہ تر نقل و حمل کا احاطہ کرتے ہیں۔LDVs کے لیے، الیکٹرک گاڑیاں مستقبل میں لاگت سے مقابلہ کرتی نظر آتی ہیں۔ZERO-H میں، LDV مارکیٹ میں ہائیڈروجن فیول سیل (HFC) کی رسائی 2060 میں صرف 5% تک پہنچ جائے گی (تصویر 3)۔فلیٹ بسوں کے لیے، تاہم، HFC بسیں 2045 میں الیکٹرک متبادل کے مقابلے زیادہ لاگت سے مسابقتی ہوں گی اور 2060 میں ZERO-H منظر نامے میں، بقیہ الیکٹرک (تصویر 3) کے ساتھ کل بیڑے کا 61% پر مشتمل ہوں گی۔جہاں تک ٹرکوں کا تعلق ہے، لوڈ کی شرح کے لحاظ سے نتائج مختلف ہوتے ہیں۔الیکٹرک پروپلشن 2035 تک کل لائٹ ڈیوٹی ٹرک فلیٹ کے نصف سے زیادہ کو ZERO-NH میں چلا دے گا۔لیکن ZERO-H میں، HFC لائٹ ڈیوٹی ٹرک 2035 تک الیکٹرک لائٹ ڈیوٹی ٹرکوں سے زیادہ مسابقتی ہو جائیں گے اور 2060 تک مارکیٹ کا 53% حصہ ہوں گے۔ ہیوی ڈیوٹی ٹرکوں کے حوالے سے، HFC ہیوی ڈیوٹی ٹرک 66 فیصد تک پہنچ جائیں گے۔ مارکیٹ 2060 میں ZERO-H منظر نامے میں۔ڈیزل/بائیو ڈیزل/سی این جی (کمپریسڈ نیچرل گیس) ایچ ڈی وی (ہیوی ڈیوٹی گاڑیاں) 2050 کے بعد ZERO-NH اور ZERO-H دونوں صورتوں میں مارکیٹ چھوڑ دیں گی (تصویر 3)۔شمالی اور مغربی چین میں اہم، سرد حالات میں بہتر کارکردگی میں HFC گاڑیوں کو الیکٹرک گاڑیوں پر ایک اضافی فائدہ حاصل ہے۔سڑک کی نقل و حمل کے علاوہ، ماڈل ZERO-H منظر نامے میں شپنگ میں ہائیڈروجن ٹیکنالوجیز کو بڑے پیمانے پر اپنانے کو ظاہر کرتا ہے۔چین کی گھریلو شپنگ انتہائی توانائی کی حامل ہے اور خاص طور پر ایک مشکل ڈیکاربنائزیشن چیلنج ہے۔صاف ہائیڈروجن، خاص طور پر ایک کے طور پر
امونیا کے لیے فیڈ اسٹاک، شپنگ ڈیکاربونائزیشن کے لیے ایک آپشن فراہم کرتا ہے۔ZERO-H منظر نامے میں کم لاگت کے حل کے نتیجے میں 2060 میں امونیا ایندھن سے 65% اور ہائیڈروجن ایندھن سے چلنے والے بحری جہازوں کی 12% رسائی ہوتی ہے (تصویر 3)۔اس منظر نامے میں، 2060 میں پورے ٹرانسپورٹ سیکٹر کی حتمی توانائی کی کھپت کا اوسطاً 56% ہائیڈروجن کا ہوگا۔ HTA صنعتوں اور ہیوی ڈیوٹی ٹرانسپورٹ میں ہائیڈروجن کا استعمال۔کلین ہائیڈروجن کا استعمال کرتے ہوئے کاربن غیر جانبداری کی لاگت کی بچت چین کے کاربن غیر جانبدار مستقبل کو قابل تجدید توانائی کے غلبے سے خصوصیت دی جائے گی، جس میں بنیادی توانائی کی کھپت میں کوئلے کے مرحلہ وار ختم ہو جائیں گے (تصویر 4)۔غیر جیواشم ایندھن 2050 میں بنیادی توانائی کے مرکب کا 88% اور 93% 2060 میں زیرو-ایچ کے تحت شامل ہیں۔ ہوا اور شمسی 2060 میں بنیادی توانائی کی کھپت کا نصف فراہم کریں گے۔ اوسطا، قومی سطح پر، کل حتمی توانائی میں کلین ہائیڈروجن کا حصہ کھپت (TFEC) 2060 میں 13% تک پہنچ سکتی ہے۔ خطے کے لحاظ سے اہم صنعتوں میں پیداواری صلاحیتوں کی علاقائی نسبت کو مدنظر رکھتے ہوئے (ضمنی جدول 7)، دس صوبے ہیں جن میں TFEC کے ہائیڈروجن حصص قومی اوسط سے زیادہ ہیں، بشمول اندرونی منگولیا، فوجیان، شیڈونگ۔ اور گوانگ ڈونگ، بھرپور شمسی اور ساحلی اور سمندری ہوا کے وسائل اور/یا ہائیڈروجن کے متعدد صنعتی مطالبات کے ذریعے کارفرما ہیں۔زیرو-NH منظر نامے میں، 2060 تک کاربن غیر جانبداری حاصل کرنے کے لیے مجموعی سرمایہ کاری لاگت $20.63 ٹریلین، یا 2020-2060 کے لیے مجموعی مجموعی گھریلو پیداوار (GDP) کا 1.58% ہوگی۔سالانہ بنیادوں پر اوسطاً اضافی سرمایہ کاری تقریباً 516 بلین امریکی ڈالر سالانہ ہوگی۔یہ نتیجہ 2050 تک چین کے 15 ٹریلین امریکی ڈالر کے تخفیف کے منصوبے سے مطابقت رکھتا ہے، جو کہ 500 بلین امریکی ڈالر کی اوسط سالانہ نئی سرمایہ کاری ہے (ریفری 22)۔تاہم، ZERO-H منظر نامے میں چین کے توانائی کے نظام اور صنعتی فیڈ اسٹاک میں صاف ہائیڈروجن کے اختیارات متعارف کرانے کے نتیجے میں 2060 تک US$18.91 ٹریلین کی مجموعی سرمایہ کاری نمایاں طور پر کم ہو جائے گی اور سالانہسرمایہ کاری 2060 میں جی ڈی پی کے 1 فیصد سے کم ہو جائے گی (تصویر4)۔HTA شعبوں کے حوالے سے، ان میں سالانہ سرمایہ کاری کی لاگتزیرو-این ایچ میں سیکٹرز تقریباً 392 بلین امریکی ڈالر سالانہ ہوں گے۔منظر نامہ، جو توانائی کے پروجیکشن کے مطابق ہے۔ٹرانزیشن کمیشن (US$400 بلین) (ریفری 23)۔تاہم، اگر صاف
ہائیڈروجن کو توانائی کے نظام اور کیمیائی فیڈ اسٹاک میں شامل کیا جاتا ہے، ZERO-H منظر نامے سے ظاہر ہوتا ہے کہ HTA شعبوں میں سالانہ سرمایہ کاری کی لاگت کم ہو کر US$359 بلین ہو سکتی ہے، خاص طور پر مہنگے CCUS یا NETs پر انحصار کم کر کے۔ہمارے نتائج بتاتے ہیں کہ کلین ہائیڈروجن کا استعمال 1.72 ٹریلین امریکی ڈالر کی سرمایہ کاری کی لاگت کو بچا سکتا ہے اور 2060 تک ہائیڈروجن کے بغیر راستے کے مقابلے میں مجموعی GDP (2020-2060) میں 0.13% نقصان سے بچ سکتا ہے۔
تصویر 3 |عام HTA شعبوں میں ٹیکنالوجی کی رسائی۔BAU، NDC، ZERO-NH اور ZERO-H منظرناموں (2020–2060) کے تحت نتائج۔ہر سنگ میل سال میں، مختلف شعبوں میں مخصوص ٹیکنالوجی کی رسائی کو رنگین سلاخوں کے ذریعے دکھایا جاتا ہے، جہاں ہر بار 100% تک رسائی کا فیصد ہے (مکمل سایہ دار جالی کے لیے)۔ٹیکنالوجیز کو مزید مختلف اقسام کے لحاظ سے درجہ بندی کیا گیا ہے (لیجنڈز میں دکھایا گیا ہے)۔سی این جی، کمپریسڈ قدرتی گیس؛ایل پی جی، مائع پٹرولیم گیس؛ایل این جی، مائع قدرتی گیس؛w/wo، کے ساتھ یا بغیر؛EAF، الیکٹرک آرک فرنس؛این ایس پی، نیا سسپنشن پری ہیٹر ڈرائی پروسیس؛WHR، فضلہ گرمی کی وصولی.
پوسٹ ٹائم: مارچ 13-2023
