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國際能源署發(fā)布《氫能未來:抓住當下發(fā)展機遇》 預示氫能潛力巨大

2019-06-26 11:21  來源:CASEnergy  瀏覽:  

6月14日,國際能源署(IEA)發(fā)布《氫能未來:抓住當下發(fā)展機遇》報告指出,氫能是一種清潔高效能源,發(fā)展氫能有助于解決全球面臨的各種關鍵能源挑戰(zhàn)(如實現(xiàn)波動性可再生能源的穩(wěn)定存儲,促進不同行業(yè)深度脫碳等)。當下,氫能開發(fā)利用已得到世界各國政府、學術界和企業(yè)的高度關注,各類氫能發(fā)展政策相繼出臺,資本和企業(yè)爭相布局氫能產業(yè),氫能發(fā)展正迎來前所未有的機遇。報告系統(tǒng)評述了全球氫能發(fā)展現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)和機遇,為各國政府、企業(yè)、研究機構等利益相關方提出了七大戰(zhàn)略性建議。報告主要內容編譯如下,供領導決策參考。

一、全球氫能產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、過去40余年全球氫能需求持續(xù)穩(wěn)定上漲

當前,工業(yè)部門(如煉油、合成氨、化肥生產等)對氫能的需求在氫能市場中占據(jù)主導地位,氫能已經(jīng)在工業(yè)部門實現(xiàn)了規(guī)?;瘧?。過去40多年(1975-2018年),全球工業(yè)部門對氫能的需求增長了三倍多,從1975年的1820萬噸增長到2018年的7390萬噸。然而,目前氫氣主要通過化石燃料制取,導致每年制氫產生了近8.3億噸的CO2排放。因此對現(xiàn)有制氫工藝進行改進或者開發(fā)全新的綠色制氫工藝以減少碳排放是氫氣規(guī)?;瘧玫囊淮筇魬?zhàn)。解決上述挑戰(zhàn)的潛在路徑有兩條,一是針對現(xiàn)有化石燃料生產氫氣的設施進行碳捕集、利用和封存(CCUS)改造;二是利用可再生能源制氫(如可再生能源富余電力電解水制氫)實現(xiàn)綠色產氫。

2、各國政府積極出臺氫能產業(yè)發(fā)展政策規(guī)劃

當前,出臺氫能技術扶持政策的國家數(shù)量不斷增加。截至2018年底,全球出臺氫能產業(yè)發(fā)展政策的國家數(shù)量已經(jīng)達到50個,其中大多數(shù)的政策聚焦在氫能在交通運輸部門的應用。政府和氫能產業(yè)各利益相關方需要持續(xù)緊密協(xié)作,不斷完善氫能產業(yè)政策法規(guī)體系、技術標準和審核審批流程,為氫能產業(yè)發(fā)展營造良好的政策環(huán)境。

二、發(fā)展氫能產業(yè)益處

1、氫能的生產路線和應用范圍都十分廣泛

當前的技術足以為氫能的生產、存儲、運輸和使用提供各種不同的解決方案。就氫氣生產而言,除了傳統(tǒng)的化石燃料制氫外,還可以采用可再生能源(如光催化分解水、太陽能和風能電解水等)制氫、核能(高溫熱解水)制氫等多種技術手段。而就氫氣的運輸方式而言,氣態(tài)氫氣可以通過管道進行長距離運輸,而液態(tài)氫氣(類似于液化天然氣)可以選擇槽罐車和船舶進行運輸。就氫能的利用方式而言,既可以將氫氣用于生產電力,也可以將氫氣轉化為甲烷作為工業(yè)生產原料,還可以直接作為交通運輸燃料,替代傳統(tǒng)的汽油柴油等碳基燃料,減少排放。

2、發(fā)展氫能可以更好地發(fā)揮可再生能源效力

利用可再生能源(太陽能、風能等)生產氫氣,即通過將可再生能源轉化為氫氣或者含氫燃料等能源載體,一方面能夠將可再生能源電力實現(xiàn)穩(wěn)定長期存儲,以平抑可再生能源的長周期波動性和間歇性,有效促進可再生能源消納,緩解風能、太陽能等可再生能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)帶來的巨大調峰調頻壓力;另一方面可以通過遠距離輸運氫燃料或者含氫燃料,實現(xiàn)將可再生能源從資源豐富的地區(qū)高效轉移到用能負荷中心,有效解決可再生能源供需存在的嚴重區(qū)域錯配問題。

三、發(fā)展氫能產業(yè)面臨的四大挑戰(zhàn)和機遇

1、氫能產業(yè)規(guī)?;l(fā)展面臨的四大挑戰(zhàn)

氫能目前應用領域還局限在工業(yè)部門,其在交通運輸、建筑和發(fā)電等其他行業(yè)的應用潛力沒有得到充分挖掘,主要面臨著四大挑戰(zhàn),包括:1)當前利用低碳能源制氫的成本過于高昂;2)氫能相關基礎設施(如加氫站數(shù)量)發(fā)展緩慢嚴重制約氫能的廣泛應用;3)目前規(guī)?;茪渲饕捎没剂现茪?,產生了大量的碳排放;4)氫能產業(yè)配套的政策法規(guī)、監(jiān)管框架、技術標準亟需完善。

2、氫能產業(yè)規(guī)模化發(fā)展?jié)撛诘乃拇髾C遇

氫能產業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn),但也存在巨大的機遇。IEA通過系統(tǒng)分析指出了氫能產業(yè)規(guī)?;l(fā)展存在四大機遇,包括:1)讓工業(yè)港口成為擴大綠色氫能應用范圍的神經(jīng)中樞。如今,許多以化石燃料為基礎、加氫煉油與化工廠已經(jīng)集中在世界各地的沿海工業(yè)區(qū),比如歐洲北海、北美墨西哥灣和中國東南部沿海等。應該鼓勵這些工業(yè)園區(qū)轉向更清潔綠色的氫氣生產技術以降低生產總成本。這些龐大的氫供應源還可以為港口的船舶和卡車提供燃料,并為附近的鋼鐵廠等工業(yè)設施提供電力。2)充分利用現(xiàn)有的基礎設施,如數(shù)百萬公里長的天然氣管道。引進綠色氫氣來替代僅5%的天然氣供應量,將大大增加對氫氣的需求,并降低成本。3)擴大氫能在交通運輸部門的應用。將氫氣作為長行駛里程的乘用車和卡車的燃料,使它們在熱門路線上載客和載貨,可以使燃料電池車輛更具競爭力。4)盡快啟動氫能貿易的第一條國際海運線路。充分汲取全球液化天然氣市場成功增長的經(jīng)驗,必須盡快啟動首條國際氫能源貿易海運線路。

四、促進氫能產業(yè)快速高質量可持續(xù)發(fā)展的七大戰(zhàn)略性建議

目前氫能產業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇,世界各國政府應該與企業(yè)、研究機構等各利益相關方密切合作,推進氫能進一步規(guī)?;⒍嘣瘧?,充分挖掘氫能的應用潛力。為了幫助各國更好地實現(xiàn)上述目標,報告提出了七大戰(zhàn)略性建議:

(1)確立氫能在長期能源發(fā)展中的戰(zhàn)略性地位。國家統(tǒng)籌規(guī)劃、地方政府協(xié)同配合,將氫能升級到國家能源發(fā)展戰(zhàn)略高度,做好頂層設計和地方規(guī)劃,引導氫能產業(yè)健康發(fā)展。相關企業(yè)也應該有明確的長期發(fā)展目標。重點發(fā)力的行業(yè)包括煉油、化工、鋼鐵、貨運和長途運輸、建筑、發(fā)電和儲能領域。

(2)刺激綠色制氫的商業(yè)需求。綠色制氫技術是可行的,但降低成本仍具有挑戰(zhàn)性。需要制定政策為綠色制氫創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的市場條件,特別是減少化石燃料制氫的碳排放,以刺激供應商、分銷商和用戶的投資。要積極推動擴大對完善供應鏈的投資,這些投資可以推動成本降低,無論是對低碳電力制氫還是化石燃料制氫都能夠起作用。

(3)解決氫能產業(yè)投資風險。氫能產業(yè)屬于新興發(fā)展領域,包括綠色制氫產業(yè)和氫能基礎設施項目,都屬于尚未成熟的高風險投資領域。因此需要營造良好的市場環(huán)境,建立有效的投融資機制,構建風險預測分析工具,幫助企業(yè)有效規(guī)避投資風險,激發(fā)企業(yè)的投融資活動。

(4)支持基礎研究,推動氫能成本進一步降低。除了通過擴大氫能部署規(guī)??梢韵鳒p成本,基礎研究突破對降低成本和提高性能也至關重要,包括燃料電池、氫基燃料和電解槽等。政府對基礎研究的積極支持對制定研究議程、承擔風險和吸引私人資本促進創(chuàng)新至關重要。

(5)消除不必要的監(jiān)管障礙,制定技術標準。當監(jiān)管法規(guī)、標準要求不明確(或者不適應新應用領域需求),或者國家和地方之間政策不一致時,項目開發(fā)商會感到困惑,發(fā)展受到限制。因此要與時俱進完善或者制定監(jiān)管框架,消除不合時宜的監(jiān)管條例,制定明確的技術規(guī)范和標準,才能有效推進氫能發(fā)展。

(6)積極參與國際合作,開展監(jiān)測跟蹤工作。需要全面加強國際合作,尤其是在標準制定、成功案例的經(jīng)驗分享和跨境基礎設施建設方面。需要定期監(jiān)測和報告氫的生產和使用情況,以便跟蹤長期目標的進展情況。

(7)重點聚焦上文所述四大機遇,以便在未來10年進一步發(fā)揮氫能發(fā)展?jié)摿?。在現(xiàn)有政策、基礎設施和技術的基礎上,著重聚焦這些相互關聯(lián)和促進的機遇有助于擴大基礎設施建設,增強投資者信心,降低成本。

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