日本如何帮助亚洲建立可持续的氢社会 ？

ADBI工作文件系列 日本如何帮助创造一种可持续的氢亚洲社会? NandakumarJanardhanan,MustafaMoinuddinEricZusman,HajimeTakizawa,and KentaroTamura No.1401 2023年7月 亚洲开发银行研究所 NandakumarJanardhanan是气候和能源以及南亚的研究经理日本全球环境战略研究所区域协调员。 MustafaMoinuddin是综合可持续发展研究经理兼副总监 中心，IGES，日本。EricZusman，综合可持续发展研究总监中心，IGES，和高级研究员，国家环境研究所， 日本。HajimeTakizawa是日本IGES气候与能源政策研究员。 KentaroTamura是日本IGES气候和能源领域的主管。 本文表达的观点是作者的观点，不一定 反映亚行、亚行、其董事会或政府的观点或政策 他们代表。ADBI不保证本文中包含的数据的准确性 andacceptsnoresponsibilityforanyconsequencesoftheiruse.Terminologyusedmay 不一定与亚行官方条款一致。 讨论文件在定稿前需经过正式修订和更正并被视为出版。 工作文件系列是以前命名的讨论文件系列的延续； Thenumberingofthepaperscontinuedwithoutinterruptedorchange.ADBI’sworkingpapersreflectinitialideasonatopicandarepostedonlinefordiscussion.Someworking论文可以发展成其他形式的出版物。 亚洲开发银行将“中国”称为中华人民共和国。建议引用： Janardhanan,N.,M.Moinuddin,E.Zusman,H.Takizawa,andK.Tamura.2023.HowCan 日本帮助创建亚洲可持续氢能社会？ADBI工作文件1401。 东京：亚洲开发银行研究所。可用：https://doi.org/10.56506/TLQC2977 有关本文的信息，请联系作者。 电子邮件：janardhanan@iges.or.jp Note:ThisispartofongoingresearchatIGES.Thepaperreflectssomeofthe 作者在早期研究中的讨论，重点是检查“ 使氢社会在亚洲成为现实。“。作者感谢IGES Strategicresearchfund(SRF)providedforconductinghydrogenresearch.Theauthors 也感谢真金(IGES研究经理)的贡献，他提供了对亚洲氢气开发的见解。 亚洲开发银行研究所 Kasumigaseki大楼，8楼 3-2-5Kasumigaseki,Chiyoda-ku 东京100-6008,日本 电话:Fax:URL: +81-3-3593-5500 +81-3-3593-5571 www.adbi.org 电子邮件：info@adbi.org ©2023亚洲开发银行研究所 Abstract 日本采取了几项政策，表明其打算依靠氢来实现网络- 零气候目标。然而，许多同样的政策并不清楚它对过渡到绿色氢。依靠灰色和蓝色氢而不过渡到 绿色氢会损害气候。这也将导致其他几个国际损失 合作和当地的社会经济效益。本文认为，更清楚地了解向绿色氢的过渡将有助于加强与日本国际 气候战略和地方振兴政策。然后提出了一系列建议 这可以澄清其在国家政策中对向绿色氢过渡的支持，以及国际气候和地方振兴战略。 关键字:氢,协同创新,净零,绿色氢,日本,亚洲 果冻分类:Q42、Q48、Q49 Contents 1.简介1 2.氢气潜在IN,AND护栏TO,TRANSITIONING TOANET-零ECONOMY2 氢气的潜力to过渡toNet零2 障碍totheDevelopmentof氢3 3.日本的氢政策ANDStrategies4 4.THEBENEFITSOFTRANSITIONINGTO绿色氢8 加强Energy保安8 对齐with日本的InternationalClimateStrategy8 Coherencewith日本的Local振兴Strategy.10 5.日本的角色IN领先A氢ECONOMYIN亚洲11 氢气技术andInnovation:日本的LeadingRolein亚洲11 CanCo-创新帮助升压日本的协作with亚洲人经济 inDeveloping氢？13 6.建议14 7.结论15 REFERENCES16 1.INTRODUCTION 亚洲的许多国家都表现出了依赖氢来实现净零目标。自从亚洲集中 重工业和快速上升的运输排放需要替代燃料。日本有 一直处于这些努力的最前沿。然而，日本的氢战略是否 有助于实现雄心勃勃的气候目标仍然是一个悬而未决的问题。问题仍然是，日本的政策不清楚过渡的意图 从蓝色和灰色到绿色氢。 本文认为，更清楚地了解向绿色氢的过渡将有助于日本实现了国际合作和当地的社会经济效益。然后概述了可以澄清其对向绿色过渡的支持的建议 氢。这些建议包括更精确的语言和有形的 国家政策过渡的里程碑。它们还需要变得更加清晰关于支持绿色氢气的意图和相关行动的声明 做出这一承诺的国际气候和地方振兴战略可信。 上述论点不仅对政策制定者很重要，而且对几条路线也很重要氢的研究。相关研究的一个分支强调氢是 并非普遍对环境有益。例如，研究使用了分析证明氢气策略需要避免对当地的负面影响 生态系统和淡水可用性(Panchenkoetal.2023)。其他人注意到虽然能源组合中的氢可以取代化石燃料，但在以下方面存在差距例如，航运业的供应链和氢气生产，以及 氢燃料电池汽车(Atilhanetal.2021;Khanetal.2021)。虽然内容丰富，这项工作的大部分技术重点比政策重点强 第二行工作与政策联系更紧密。这包括早期的研究主张日本出台长期计划，增加氢气在 itenergymix(OhtaandAbe1985).Asimilar,morerecentargumentcanbefoundin 致力于与亚洲国家合作的机会，以克服一些 上述技术障碍（Aditiya和Aziz2021）。虽然这些研究摆脱了重要的政策亮点，他们没有强调多个本地和国际 合作受益于致力于支持绿色氢的过渡途径在日本（和亚洲其他国家）。 Thereisasignificantgapintheliterature.Thispaperfillsthisgapbynotonly 研究日本的氢政策，但也强调了过渡的好处到绿色氢。它进一步考察了技术协同创新在支持日本和日本在绿色氢气方面的互利合作亚洲其他国家。 本文分为七个部分。以下部分简要概述氢的潜力和实现它的障碍，以及第三节 看看日本的国家氢战略，而第四个概述了优势转换为绿色氢。第五部分考察了日本在领导 亚洲的氢经济。第六部分提出了政策建议和强调区域合作如何支持这些建议。最后 最后一节提出了进一步研究的建议。 2.氢的潜力和障碍，向净零经济过渡 氢有可能在向净零经济的过渡中发挥至关重要的作用，因为它可以用作清洁能源载体来储存和运输来自 可再生能源，如太阳能和风能。它也可以用来脱碳 各种各样的部门，包括交通、工业和供暖，这些部门很难单独用电。然而，也有很大的障碍 氢在向净零过渡中的广泛采用。这些障碍包括: 使用电解和可再生能源生产“绿色”氢气的高成本;缺乏生产、储存和分配氢气的基础设施；以及公众对氢作为清洁能源的认识和理解有限。 尽管存在这些挑战，但氢的潜在好处使其成为潜在的向净零经济过渡的重要驱动力。 氢气向净零过渡的潜力 向氢的过渡可以帮助减少排放并实现净零目标 （IPCC2018），特别是在难以电气化的部门中，这些部门包括炼钢、高温加热、长途运输等行业。 在这些领域，氢可以用作化石燃料的更清洁的替代品，减少生产过程中的排放。 氢还可以在向可再生能源的过渡中发挥补充作用。可再生能源的间歇性，如风能和太阳能，可以 achallengetogridstability.Hydrogencanprovideloadbalancingtosmoothout 需求和供应的波动。电解，分解水的过程 分子转化为氢和氧，可用于储存产生的多余电 通过可再生能源。当很少有风或阳光时，储存的氢气可以然后在燃气轮机中燃烧发电。 发电制气(P2G)是氢可以用作可再生形式的另一种方式能源储存。这些多余的电力可用于绿色制氢和 thenconsumedwhenneeded(Thorpe2016).Thishydrogencanthenbedeployedto 发电或作为运输和工业用途的燃料。重要的是， 使用氢作为能量储存不会在长时间内产生任何能量损失，从而减少排放。 氢可能是全球净零排放途径的关键因素(IEA 2019年；氢理事会2021年)，但它的影响在亚洲可以说是最有希望的。该地区是许多快速发展的经济体的所在地，这些经济体将需要替代方案 fuelsinmanyofthesectorsmentionedpreviously.Itisthereforenotsurprisingthat 亚洲的政府和私营公司正在投资(氢理事会2021a； BBC2021；英国政府2021）在氢气国内和供应链中的应用区域性。 氢气开发的障碍 虽然亚洲的氢有相当大的潜力，但它的广泛部署是远非已成定局。其传播的主要障碍之一是 经济性。氢气的成本需要在整个氢气供应中降低链，即生产、运输、存储和使用(IEA2019)。为脱碳，氢气应该使用绿色技术生产。然而， 这些方法增加了使用氢作为能源的成本和不确定性。 为了实现基于氢的能源系统，对氢的大量投资 生产和基础设施是必需的。此外，认识到氢气是至关重要的可以从各种不会减少排放的来源生产，包括 化石燃料和生物质。为了实现净零排放，必须生产氢气来自清洁能源，如水和风能。还有一些问题与 氢的运输和储存-例如缺乏全面的氢 基础设施，开发和维护储氢系统的高成本，以及缺乏合适的材料来大量储存氢气-尽管 研究和开发正在寻找使氢气成本越来越高的方法- 有效且易于在大规模系统中实施。 另一个挑战-也是本文最核心的挑战-涉及 氢对气候变化的影响。可再生能源生产的绿色氢 电解可以帮助缓解气候变化。另一方面，生产氢气 来自煤炭、石油或天然气是一个碳密集型过程，不会带来气候效益。同时，根据生命周期评估，“蓝色”氢气产生 来自具有碳捕获和储存（CCS）和蓝色氨的甲烷重整用CCS重新配制褐煤生产的产品不被认为是环保的 friendly(HowarthandJacobson2021).Iftherearenoclearlydefinedtransition 途径，只投资于“灰色”和“蓝色”氢气可能会阻碍向更清洁的转变能量的形式。 Inaddition,someofthecostandsustainabilitybarriersoverlap.Figure1showsthat 与替代品相比，产生绿色氢气的过程是昂贵的。绿色氢气的生产成本估计在USD2.5/kgH2之间 和短期内的USD6/kgH2(毕马威2020)。提高绿色的成本效益制氢技术是绿色氢气推广的先决条件(Otsuki etal.2019).Thegoodnewsisthatsomestudiesshowprogressonthisfront,with 较低范围的绿色氢变得越来越具有成本竞争力的蓝色氢。随着技术的进步和可再生能源发电变得更便宜，绿色氢气预计将变得更加实惠（IRENA2022）。 即使实现了成本平价，绿色氢的扩张可能仍然不是一个 preferredpolicychoice.Formanycountries,theprioritymaybesatisfyingt