发展中国家的绿氢

绿色氢 发展中国家 公开披露的授权公开披露的授权公开披露的授权公开披露的授权 本报告由世界银行下属的能源部门管理援助计划（ESMAP）的工作人员和顾问研究和编写。这项工作由ESMAP和世界银行资助。该报告的作者和主要撰稿人是FernandodeSisternes（ES-MAP任务组组长和能源专家）和ChristopherJackson（ESMAP顾问）。作者感谢同行评审员DemetriosPapathanasiou（世界银行实践经理），RafaelBen（世界银行能源专家），PeterMockel（国际金融公司首席行业专家），PierreAudinet（世界银行首席能源专家），ManuelMillan（高级能源专家） 世界银行）、加布里埃拉·埃利桑多（世界银行高级能源专家）、丹尼尔·罗伯茨（CSIRO）、珍妮·海沃德（CSIRO）、克里斯·穆宁斯 （CSIRO）和珍妮弗·巴克斯特（IMechE），他们为本报告草案提供了时间和意见。作者希望感谢RohitKhanna（ESMAP实践经理） ，ZuzanaDobrotkova（ESMAP高级能源专家），IvanJaques（ESMAP高级能源专家），SandraChavez（ESMAP顾问）和ElizabethMinchew（IFC助理运营官）在本报告不同阶段的宝贵意见。作者还要感谢MarjorieAraya（ESMAP项目助理），PaulineChin（ESMAP高级项目助理）和MelissaTaylor（ESMAP项目助理）的宝贵支持，以及AshleyYoung（出版专业人士），LindaStringer（出版专业人士），MarcyGessel（出版专业人士）和DebraNaylor（Naylor设计）的编辑和设计工作。 ©2020国际复兴开发银行/世界银行1818H街西北，华盛顿特区20433|美国202-473-1000|www.worldbank.org 这项工作是世界银行工作人员在外部捐助下完成的。本著作中表达的调查结果、解释和结论不一定反映世界银行、其执行董事会或其所代表的政府的观点。世界银行不保证本工作所含数据的准确性。本作品中任何地图上显示的边界、颜色、面额和其他信息并不意味着世界银行对任何领土的法律地位或认可或接受此类边界的任何判断。 权利和权限 本作品中的材料受版权保护。由于世界银行鼓励传播其知识，只要完全注明出处，本作品就可以全部或部分复制用于非商业目的。有关权利和许可（包括附属权利）的任何查询应发送至： 世界银行出版物，世界银行集团，1818H街西北，华盛顿特区20433，美国;传真：202-522-2625;pubrights@worldbank.org。ESMAP希望获得使用该出版物作为其来源的出版物的副本或链接，地址为世界银行ESMAP经理，地址为1818HStreetNW，华盛顿特区20433USA;esmap@worldbank.org。 所有图像仍然是其来源的唯一财产，未经来源书面许可，不得用于任何目的。 Attribution-Please引用的工作如下: ESMAP.2020.发展中国家的绿色氢.华盛顿特区：世界银行。 封面:©广告阿斯特拉火箭 封底:©Geoff棕色/AngloAmerican ©谷神星权力 ESMAP使命撬动 能源部门管理援助计划（ESMAP）是由世界银行管理的全球知识和技术援助计划。ESMAP帮助低收入和中等收入国家提高其专门知识和机构能力，以实现环境可持续的能源解决方案，以促进减贫和经济增长。 ESMAP由澳大利亚、奥地利、加拿大、丹麦、欧盟委员会、芬兰、法国、德国、冰岛、意大利、日本、立陶宛、卢森堡、荷兰、挪威、洛克菲勒基金会、瑞典、瑞士、英国和世界银行资助。 ©证监会 内容 八世缩写词和首字母缩略词第九的术语表 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3.1.燃料电池和电解槽技术的工作原理28 3.2. 3.3. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6.能源平准化成本说明性建模：绿色制氢与燃料电池系统55 5.1. 5.2. 5.4. 5.5. 5.6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 7.1.A.执行能力和基础设施需求84 7.2. 7.3. v 数据列表 ES.1：发展中国家的初级氢和燃料电池应用及生态系统十六 ES.2：南非氢太阳能加电池、氢电解和燃料电池系统xix 1.13:全球市场,氢的生产方法 1.2：绿色制氢和燃料电池示例：电解槽和社区风力发电场，Shapinsey，英国奥克尼群岛（左）和美国布鲁姆能源商业部门（右）6 2.1:经合组织研发和实证支出,私企,美元百万,2001-17-12所示 2.2：世界上最大的电解槽：挪威海德鲁135MW电解槽，挪威格洛姆峡湾13 2.3：西门子-西屋SOFC装置的寿命性能，测试结果14 2.4：世界上最大的电解槽（25兆瓦），多晶硅工厂，砂拉越，马来西亚19 2.5：印度尼西亚关键基础设施的燃料电池22 2.6:商业燃料电池安装在印度24 3.1：质子交换膜燃料电池的简单示意图28 3.2：PEM和碱性电解槽的简化示意图30 3.3：全球能源领域氢能需求的预测和路线图31 3.4德国:天然气,风能氢32 3.5：英国谢菲尔德正在建设的电解槽超级工厂34 3.6燃料电池与风能和太阳能光伏的技术部署曲线35 3.7：2005年至2019年燃料电池平均电效率36 3.8：来自HyDRA的美国氢价差，2019年4月38 3.9：ITMPEM电解槽，英国国家物理实验室，2019年（左）和西门子Silyzer3000，德国美因茨公园2019(右)41 3.1042:固定PEM燃料电池成本 3.11主要燃料电池供应商报告的设备成本下降曲线43 4.147:住宅燃料电池系统的例子 4.2：PhiSuea离网房屋，泰国，氢气系统48 4.3：在英国柯克沃尔沙宾西学校部署的氢气锅炉49 4.4电信应用便携式燃料电池快照：GenCellA52019（右），SFCEnergy甲醇燃料 电池2019（中）和SFC能源照明系统甲醇燃料电池备份2019(左)51 4.5：公用事业规模的燃料电池解决方案：美国的固体氧化物燃料电池单元54 4.6：PEM燃料电池1MW装置，使用来自岛屿炼油厂的多余氢气，马提尼克岛，201956 4.7：说明绿色氢基电力的平准化能源成本，三种情况下建模,/mwh56美元 5.1：加州月度燃料电池电动汽车市场，2014年1月至2019年12月 (数量的出售和出租单位)64 5.2：过去和现在的燃料电池公交车示例，1993年（左）和2014年（右）64 5.3燃料电池电动公交车的成本下降，使用巴拉德动力系统数据66 5.4在中国武汉:燃料电池公共汽车加油66 5.5:目前燃料电池车68概念 5.6：绿色加氢，屋顶光伏现场制氢：德国弗莱堡，2012年（左） 和维尔,加利福尼亚,2011年(右)71 5.7：加氢站配置示例（无现场生产）71 5.8:氢叉车73加油 6.1：印度一家铁生产厂的电解槽76 6.2:HYBRIT概念77形象 6.3:世界上第一个78wind-to-ammonia项目 6.4：德国氢燃料合成绿色燃料80 6 发展中国家的绿色氢 7 7.1：中国加油用氢气压缩机：张街后汽车站用压缩机（左）和宗山大洋加氢站压缩机（右）85 7.2：为氢气泄漏检测、保护和缓解而安装的安全措施：柯克沃尔港氢气罐排气管线（左）、柯克沃尔港PEM燃料电池气体泄漏监测传感器（中）和沙平西学校加压氢气罐储存在防爆墙覆盖的区域，室外带有红外线相机88 7.3：沙平西PEM电解槽的预警系统配置：PEM电解装置红外摄像机和警告警报，英国奥克尼群岛沙平西（左）和沙平西PEM电解槽 非静态的混凝土与氢和通风轴88 7.4：沙宾西渡轮氢气拖车和海上安全措施：奥克尼岛氢气拖车（左）;奥克尼渡轮到英国沙平西（右上）;和氢气拖车的消防站（底部）右).89 7.5拖车94:加压氢存储 7.6：运行中的液态有机氢载体解决方案，美国田纳西州96 列表框 基本面第二十二ES.1:氢 2.1：法属圭亚那的混合储能系统18 2.2泰国平衡风电：东南亚首个兆瓦级储能项目21 2.3：非洲氢经济的战略愿景23 2.425:燃料电池公共汽车在印度 4.1：印尼电信业取代柴油50 4.2:推动学校在南非52 4.3:绿色储氢和电池55 5.1:燃料电池与电池电动汽车60 5.2在中国63:氢迁移 5.3：哥斯达黎加使用中美洲第一辆燃料电池公交车的清洁交通65 5.4：智利采矿机动业务用氢气69 5.5：新加坡实马高岛的储能和绿色加氢727.1：发展中国家绿色氢能的运营和维护挑战91 名单表 BES.1.1：常用燃料的能源含量和能源价格比较二十二 3.1：2019年全球电解槽（PEM和碱性）制造能力估计33 3.22019年所有技术的燃料电池全球制造能力估计值37 3.3：蒸汽甲烷重整和煤气化制氢的生产成本估算 (不含运输及仓储费用)38 3.4：电解水制氢的成本估算40 3.5电解槽资本支出估算样本41 3.644:概述的主要燃料电池技术 3.7:甲醇和氨燃料电池44 4.1：固定式燃料电池应用概述46 5.1：目前可用和宣布的乘用燃料电池电动汽车型号概述61 7.192:氢纯度要求 7.2:概述95氢的运输方法 缩写和ACROYNYMS AEM阴离子交换膜AFC碱性燃料电池ahp非洲氢合作协会 贝芙电池电动汽车 CAGR复合年增长率资本支出 CCGT联合循环燃气轮机CCS碳捕集与封存CCU 碳捕集与利用 CEOG西圭亚那发电厂（西圭亚那发电厂） chp结合热力和电力 CSIRO英联邦科学与工业研究组织天然气压缩天然气的二氧化碳 二氧化碳 DMFC直接甲醇燃料电池能源部能源部 EGAT泰国发电的权威 ejexajoule ESMAP能源行业管理援助计划欧盟欧盟 电动汽车电动汽车 fceb燃料电池电动汽车FCEV燃料电池电动汽车 FCH燃料电池和氢联合企业温室气体温室气体 瓦瓦 小时氢燃料补给站 HTAP氢技术咨询小组HySA氢南非 国际能源机构国际能源机构国际奥委会印度石油公司 联合国政府间气候变化专门委员会政府间气候变化专门委员会 IRENA国际可再生能源机构千克千瓦 LNG液化天然气平准化度电成本 LOHC液态有机氢载体MCFC熔融碳酸盐燃料电池意味着膜电极组装mj兆焦 Mtoe几百万吨油当量兆瓦兆瓦兆瓦兆瓦 美国国家航空航天局国家航空和宇宙航行局 NDC国家自主贡献NREL国家可再生能源实验室OEM原始设备制造商 PAFC磷酸燃料电池PEM质子交换膜PPA太阳能光伏电力购买协议 研发的研究与开发 RD&D研究、开发和部署SMR蒸汽甲烷重整 SOE固体氧化物电解SOFC固体氧化物燃料电池 vre变量可再生能源 除非另有说明，否则所有美元数字均指美元。 的术语表 碱性电解槽—这是从水和电中制造氢气的最古老的成熟技术。该名称源自所使用的电解质，通常基于氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（ NaOH）。 碱性燃料电池这是最古老，最便宜的燃料电池技术之一。由于这种燃料电池的高导电性电解质和高反应性电极，制造商已经能够组装更大的单元，从而减少损耗并提供比其他燃料电池更高的一般电效率。尽管有这些特点，但部署的相对较少。 蓝色的氢—该术语用于使用低碳工艺生产的氢气。它几乎专门用于指通过天然气或煤气化生产的氢气，但与碳捕获存储（CCS）或碳捕获使用（CCU）技术相结合，以将碳排放量显着降低到这些过程的正常水平。然而，它也可以指通过热解产生的氢气，其中氢气被分离成氢气和俗称“炭黑”的固体碳产物。 黑色的氢—煤通过煤气化和提取产生的氢气。布朗氢—褐煤产生的氢（见黑氢）。 共和人民党—代表热电联产的缩写。用于描述为商业用途产生热量和电力的技术的术语。 煤的气化—煤通过高压和高温蒸汽的组合以及外部热量被解构成气体的过程