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韩国提出面向碳中和的10项新兴技术

日期:2022-09-23    来源:碳迹源

国际氢能网

2022
09/23
08:40
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关键词: 氢还原钢铁技术 氢经济 制氢技术

韩国科学与信息通信技术部长官崔基英在第16届科技部长级会议上表示要以2050年实现碳中和为目标和战略,开发10项关键碳中和技术。包括到2030年实现太阳能电池效率的35%,到2040年获得氢还原钢铁技术

【背景与进展】

随着气候危机成为现实,气候灾害增多,国际社会将其目标设定为“2050年碳中和”,加强应对气候变化的承诺。

为了跟上国际社会的努力,韩国政府于去年12月宣布了“2050年碳中和战略”,以向韩国2050年的碳中和目标迈进。

鉴于韩国经济依赖煤炭开发和制造业这一事实,2050年的碳中和对韩国来说是一个挑战。创新战略的制定认识到技术创新对于实现2050年目标比任何事情都更为重要和紧迫。

【愿景与战略】

技术创新战略的愿景是通过技术创新推动韩国实现2050年碳中和目标。该战略有五个主要行动计划,以提供强有力的生命周期支持,包括通过韩国所有部委的合作开发关键技术,以及“创造一个创新环境”,让新技术获得商业化支持,从而推动减少碳排放。

技术开发:①开发碳中和技术创新的10项关键技术,②规划和推动韩国各部委参与的研发项目;

生态系统创建:③大力支持新产业的创建,④私人主导的低碳转换,⑤可持续研究基金会。

【关键技术开发】

确保实现碳中和的10项关键技术方面具有战略意义

基于长期低温室气体排放发展战略(LEDS),反映迫切的产业需求,评估各领域面临的问题、温室气体排放贡献水平、与主要产业的相关性,确定了10项关键技术和战略。

- 对每一项关键技术的现状和问题进行分析,制定到2050年的详细技术目标和成就战略,以作为未来碳中和研究活动的蓝图。

- 特别是,在制定技术开发战略和政策支持措施的同时,重点关注增加商业化的可能性。

计划和推动韩国所有部委按时参与的研发计划

创新战略以确保10项关键技术的战略规划为基础,鼓励韩国各部委齐心协力,开展双轨全生命周期支持,研发聚焦行业急需领域,研发聚焦中长期-为未来做准备的创新来源。

以领域为重点的低碳研发计划的目标是快速取代每个行业的大型碳排放加工和产品。韩国相关部委将在其负责的行业和领域规划和实施新的研发举措。

在钢铁、水泥、石化、半导体显示等属于排放量大的行业领域,将规划大型研发项目,开发和应用碳中和新工艺方法,并为各领域提供关键技术开发支持如环保汽车、铁路、船舶、碳中和城市。

中长期创新源研发的目标是不断开发具有挑战性的源技术,并将其提供给所有领域。

加大对基础碳中和技术的研发投入,同时组建一支由私营部门最优秀专家组成的研究团队,为10项关键技术创新规划项目并提供大力支持。计划为计划于2023年启动的项目申请初步可行性研究。

韩国相关部委将共同规划研发举措,以推进和商业化新兴能源技术,如氢经济、CCUS和无塑料。他们从2022年开始认真启动这些举措。

通过将韩国领先的ICT应用到各个领域,将在所有领域提高能源效率。

在整个能源循环——发电、分配、消费——ICT将应用于发电、建筑、工厂和城市,以单元技术开发和展示智能管理系统。此外,还将为数据中心等信息通信技术行业的能源消耗大户提供技术开发支持,以最大限度地提高能源效率。

此外,通过制定应对气候变化和应对气候变化的技术开发促进法案。

10项具体技术如下:

1、碳捕集与利用技术

目前全球碳捕集与封存(CCS)设施的数量为65个,其中26座设施已投入使用,3座在建,21座处于初期开发阶段,相关技术正在积极研发。韩国正在进行1至10兆瓦规模的碳捕集技术示范研究,目前该项技术还处于起步阶段。预计到2030年,将捕集100万吨燃煤后排放的CO2,CO2向燃料的转化率达到30%,通过矿物碳化为建筑材料的CO2达到10万吨。

2、生物基原材料/产品制造技术

为减少碳排放,有必要将石脑油和烯烃(石化领域原材料)转化为低碳环保的生物基原材料,并使上游部门(热解)与下游部门(基础原料生产)贯通。目前,韩国大企业率先使用该技术,跨国化学企业也积极向生物化学过渡。预计到2030年,作为韩国主要出口产业的石油化工业将向脱碳和环保的生物基原料、生物基应用原材料和生物塑料转变,以奠定韩国在石化技术方面的全球领先地位。

3、钢铁低碳生产技术

钢铁低碳生产技术是替代传统高炉转炉工艺中使用的碳基燃料和原材料的工艺技术,并与碳捕集、利用与封存(CCUS)技术相结合。目前,韩国钢铁低碳生产技术处于商用化阶段,正在推进“COOLSTAR炼钢二氧化碳低排放技术及减氢过程(2017-2025年)”计划,开发比现有炼钢工艺减少15%碳排放的技术。预计到2030年,韩国将完成高炉用碳基燃料和原料的替代技术、转炉中大量使用废钢技术的完全开发和示范,到2040年实现商业化应用。

4、高容量和长寿命二次电池技术

该技术包括锂离子电池、固态电池、金属-空气电池、锂硫电池、氧化还原液流电池、钠离子电池、多价离子电池及相关材料、零部件和全电池技术。预计到2030年,随着可再生能源、能源存储系统、电动汽车的广泛应用,二次电池将发挥重要作用。

5、清洁制氢技术

韩国绿色制氢平均产量为8.9公斤/小时,目前还处于示范阶段,到2025年,必须开发绿色制氢的量产技术,并建立蓝色制氢的产业应用基础。预计到2030年,清洁氢生产、燃料电池等能源转换技术将对国家竞争力产生重大影响。此外,该项技术与其他新兴技术相结合时,制氢效率将取决于每项技术的技术开发水平、成本竞争力和环境效益。

6、氨燃料发电技术

氨燃料发电技术可分为现有的燃气轮机和煤锅炉改造为氨轮机/锅炉技术;氨裂解氢轮机联合发电系统技术和燃煤电厂氨(100%氨或氨混合物)燃烧技术等。韩国目前正在推进氢/氨发电技术示范应用,目标是开发氨占比在20%以上的掺混燃烧技术。预计到2030年,为了减少碳排放,燃煤电厂占比较高的国家(如韩国、日本、东南亚、中国等)对氨的需求将快速增长。

7、电网集成系统技术

电网集成系统技术包括虚拟惯性/高速频率调节技术、智能逆变器技术和交通车辆充电技术。预计到2030年,基于大容量/远距离输电的供电系统将转变为本地发电本地消纳,并以最低发送配额输送给临近地区的供电系统。电动汽车充电技术有望与大容量长寿命二次电池的储能系统产生协同效应,以缓解由于大容量快速充电桩数量的增加而导致电力需求的突然波动。

8、高效太阳能电池技术

目前,韩国在钙钛矿太阳能电池领域取得了世界最高效率,晶硅太阳能电池在市场上占有率处于领先地位。预计到2030年,化石燃料使用量将大幅减少,可再生能源特别是太阳能和风能的比例将大幅增加。TOPCon太阳能电池(一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术)、晶硅异质结太阳电池和高效晶硅太阳能电池市场份额将有望增加

9、大型海上风电系统技术

大型海上风电技术包括风力发电机组设计、部件设计、系统设计、安装施工、运行维护等。由于海上风力发电可以通过国内生产无需进口,成为快速发展的技术密集型国家基础设施项目之一。目前,韩国斗山重工正在开发8兆瓦海上风力发电机组,Unison正在开发8~10兆瓦海上风电机组。预计到2030年,韩国将开发寿命为30年、功率为15兆瓦的风力涡轮机。

10、稀土元素回收技术

为了实现稀土资源供应链多元化,韩国需要研究减少稀土资源的使用,并针对中国稀土资源的主导地位开发稀土替代品。韩国国内目前稀土完全依赖进口,因此,有必要制定稳定稀土供应链的相关政策,以应对国内稀土需求的不断增加。预计到2030年,韩国有望开发稀土矿产高效回收技术和从城市矿山产生的废物资源回收利用稀土材料。


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