为碳中和，创造可行的氢经济：“能源的未来”系列刊物

“能源的未来”系列刊物 ——为碳中和，创造可行的氢经济 目录 0102 简介氢需求 ——行业概览 03 氢供应 ——技术概览 04 氢能分布 05 政策角度 06 公司角度 07 观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 09 联系我们 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 01简介 简介 02氢需求——行业概览 03氢供应——技术概览 04氢能分布 05政策角度 06公司角度 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 01 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 全球能源结构正从化石燃料转向可再生能源，以实现二氧化碳减排的目标 01简介 全球脱碳 全球一次能源总量（按来源分类）全球能源中二氧化碳净排放量 02氢需求——行业概览 EJ/年 二氧化碳排放量 （十亿吨二氧化碳当量） 03氢供应——技术概览 0 维持现状 5 巴黎协定 0 1980 2020 2100 2070年净零排放 0 可再生能源 0 化石 0 1980 2020 2100 1,005 04氢能分布 2 05政策角度 50 06公司角度 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 注：EJ=艾焦(Exajoule)=1^18焦耳 数据来源：德勤未来能源方案：ShellSky1.5场景 02 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 但其程度和速度取决于全球动态和社会对气候变化的反应，这两个关键的不确定性跨越了我们未来能源方案的空间 01简介 德勤未来能源场景 •2020年，德勤发布了《未来能源场景》 •这四个既合理又不同的能源场景旨在帮助领导者及时决策、及时行动 前瞻性 02氢需求——行业概览 03氢供应——技术概览 04氢能分布 05政策角度 独立的区域经济 开放、协作的全 准备、行动、创新 同一个团队，同一个梦想 由于各国政府未能有效地应对气候变化，私营企业 不得不自主创新以降低碳排放。可再生能源的扩增依赖于企业，因为各国政府之间的沟通和协调有限，阻碍了技术的推广。 消费者行为有利于促进企业长期健康发展，保障企业 的环境、经济和社会利益，创造全球合作的环境，从而成功地将低碳技术商业化，实现全面脱碳。各国政府均引入了全球碳定价机制。 自身及自身资源 乘风破浪 贸易壁垒和技术限制/知识转让等保护主义盛行。各国政府竞相争取廉价而稳定的能源资源。创新的重点是开发本地资源，包括可再生资源和碳氢化合物。各国应对气候变化的态度迥异且被动，但大多侧重于本地基础设施建设，而非减排。 能效、低价和易得等特点驱动着消费者的行为，导致 可再生能源和碳氢化合物的需求增长。大国优先考虑短期经济增长，促进了大多数人的财富和生活质量的提升。技术发展为应对气候变化提供了新的选择。 球经济 06公司角度 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 反应性 09联系我们 社会对气候变化的反应全球动态 03 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 过去的十年里，集中于能源系统电气化的投资赋予了太阳能和风能极佳的成本竞争力，带动了电力在能源市场中份额的提升 01简介 混合能源电气化 太阳能光伏发电和风力发电的成本能源总消耗量（按来源分类）（EJ/年） 02氢需求——行业概览 LCOE (US$/MWh) 03氢供应——技术概览 400 353 403444 太阳能光伏发电 •1.3万亿美元的投资‘10-‘19 •预计成本下降88%‘10-‘30 风力发电 •1.0万亿美元的投资‘10-‘19 •预计成本下降69%‘10-‘30 燃气 煤 21% 79% 18% 82% 04氢能分布 27% 73% 300 05政策角度 燃料 200 06公司角度 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 100 0 2010 20152020 2025F2030F 2010 2020 电力 2030F 09联系我们 注：LCOE=能源的平均成本=资产寿命期内每兆瓦时的平均成本；太阳能PV发电指太阳能光伏电；EJ=艾焦=1.^18焦耳数据来源：Shellsky场景、BloombergNEF 04 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 在电气化受限或电气化成本效益不高的领域，可以选择氢作为燃料使用成为能源脱碳的方案 01简介 “通往巴黎之路”——脱碳替代方案的优先次序 02氢需求——行业概览 03氢供应——技术概览 节能增效 使用少量能源 行为上 电气化 使用可再生电力 可持续燃料 用绿色成分作为能源载体 经济上 碳捕集与封存 防止二氧化碳排放到大气中 社会上 抵消排放量 节约其他碳排放 生态上 ... 生物燃料 氢能 物理上 脱碳替代方案局限性 电气化的物理限制： • 05政策角度 04氢能分布 高温燃烧难以实现 • 成本增加 移动应用时需要高能量密度 • 06公司角度 存储时要求灵活的时间和空间 • 07观点总结 工业加工领域的进料使用 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 注：“通往巴黎之路”是一场全球气候行动，旨在将全球表面平均气温维持在不超过工业革命前水平2摄氏度以下。 05 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 在能源方面，大约20%-50%的需求无法实现物理上或经济上的电气化 01简介 到2050年的能源电气化潜力（占2018年消费量的百分比：EJ；DE,NL,BE） 20-50%的能源实现无法电气化。 12.2 ~4.3EJ 很可能无法实现电气化 4.8 ~90% 4.3 ~1.2 高：~80% ~1.9 3.1 ~60% ~70% 低：~50% ~1.2 ~40%~70% ~60% 已经实现电气化 很可能实现电气化 电气化 可实现 无法实现电气化 •隔热性差的建筑物不适合使用电热泵 •集中供热在城区经济效益更高 •高温加热很难实现电气化 •重新设计新能源工艺的成本 •每公斤和每立方米的能量密度（范围） （航运和航空） •开发周期不确定 02氢需求——行业概览 电气化的局限性： 03氢供应——技术概览 04氢能分布 05政策角度 06公司角度 07观点总结 2018年能源消费 建筑环境工业运输 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 数据来源：德勤能源系统模型基于《欧统局能源平衡表》（2020年6月(DE，NL，BE)）、经合组织、ShellSky场景、国际能源机构SDS和Zsiborács等，Electronics8（2019年）；欧洲经济区 06 07观点总结 06公司角度 05政策角度 04氢能分布 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 尽管氢能几经讨论，但当前现状发生了变化… •欧洲一些地区（如荷兰）的电力并网阻碍了可再生能源的进一步部署，因此需要运输能源的替代方案。 •如同太阳能光伏和风力涡轮机，电解器的成本开始急剧下降。 •可再生能源已经处于供大于求的状态，因此需要储能。 •可再生能源商业化使绿氢生产成为可能 技术赋能 •国家氢战略的制定为实现战略优势创造条件。 •作为疫情后复苏计划的一部分，欧洲各国政府正在加大对氢基础设施的 投资。 •政策重心由可再生能源电力转向复杂行业的脱碳 政府推动 03氢供应——技术概览 02氢需求——行业概览 01简介 为什么是现在？ 09联系我们 08 “能源的未来” 系列刊物 07 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 ...为氢能创造机会，特别是在工业化学原料、工业过程加热、电力系统和货运方面 01简介 化石燃料的使用和氢能潜力 建筑环境 移动出行 石油、天然气、煤炭 电力生产 工业用热 工业原料 货运领域 乘用领域 缓冲器领域 工艺加热领域 化工原料领域 02氢需求——行业概览 氢能 替代的可能性 03氢供应——技术概览 例如，制肥 04氢能分布 例如，钢熔炼 例如，汽轮机 05政策角度 06公司角度 电气化 （利基市场的氢能应用） 例如，私家车 07观点总结 氢能 例如，卡车运输 烹饪领域 空间加热领域 08 “能源的未来” 系列刊物 电气化 （利基市场的氢能应用） 例如，散热器 09联系我们 例如，煤气灶 08 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 为能源价值链创造新的要素 01简介 可再生能源价值链与氢的作用 02氢需求——行业概览 可再生能源发电 消费 工业原料工业用热移动建筑环境 上游中游下游 03氢供应——技术概览 04氢能分布 运输 存储 （可选） 电解 e H2 05政策角度 eH2H2 06公司角度 07观点总结 09联系我们 08 “能源的未来” 系列刊物 e 注：“e”指代电力 H2e 合成烃类 电力生产 H2CxHx 分散式电解 H2 09 “能源的未来”系列刊物|为碳中和，创造可行的氢经济 01简介 02氢需求——行业概览 氢需求——行业概览 03氢供应——技术概览 04氢能分布 05政策角度 06公司角度 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 10 在工业原料生产方面，由于可以替代转化后的碳氢化合物，氢能潜在竞争力更强 01简介 细分行业 采氢 示例项目 动力因素 阻碍因素 工业原料——现有需求 •氢应用装置已经到位。•原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合物而言更具竞争优势。 •灰氢（蒸汽甲烷重整炉）生产资产已到位（已折旧）， 灰氢边际成本较低。 •由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。 •例如，1Gw电解器可取代来自小型模块化反应堆 （smallmodularreactors-SMRs）的灰氢，用于泽兰省(荷兰)的i/a化肥（Yara）和精炼（Lukoil-TotalRefinery）。 工业原料——新需求 •原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合物而言更具竞争优势。 •氢的生产和应用需要新资产支持。•由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。 •例如，LKAB、Vattenfall和SSAB的合资企业—— Hybrit试点使用氢代替焦炭直接还原铁矿石。 可再生能源价值链与氢的作用 03氢供应——技术概览 04氢能分布 05政策角度 06公司角度 02氢需求——行业概览 07观点总结 08 “能源的未来” 系列刊物 09联系我们 数据来源：SDR(2020)“1GW泽兰氢工厂”；Hybrit公司网站 在工业用热方面，氢有潜力取代消费品公司的化石燃料，而公司可以从可再生能源的使用中获得溢价 01简介 氢能在工业用热中的潜力 细分行业 采氢 示例项目 动力因素 阻碍因素 工业用热——B2C •消费品公司基于其绿色企业形象向消费者处获得溢价，直接得益于氢能源的转型。•通常能源成本在总运营成本的中的占比最小。•技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容易换成氢。 •面向消费者的公司谨慎地平衡利益和风险，因为任何的失败都与公司品牌息息相关。 •例如，联合利华在其阳光港工厂的工业规模锅炉中试点采用氢能来助力家庭和个护产品的制造，•并通过特定管道输送爱萨石油提供的蓝氢。 工业用热——B2B •技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容易换成氢。•燃烧器也可以转换为在0%-100%天然气——氢气含量下运行，降低因氢能供应有限而停机的风险。 •由于B2B客户并不愿意为可再生能源支付溢价，故而公司承担了额外的成本。•较B2C公司而言，能源成本往往在总成本中占比较大，因此向氢能转型的成本影响随之加大。 •例如，Nedmag开发