文莱达鲁萨兰国绿色制氢研究

ERIA研究项目报告2023财年，第12期 能源部总理办公室,文莱达鲁萨兰国有来自的支持 东盟和东亚经济研究所 文莱达鲁萨兰国绿色制氢研究 东盟和东亚经济研究所（ERIA）中央SenayanII6楼JalanAsiaAfrikaNo.8,GeloraBungKarno Senayan,JakartaPusat12710 印度尼西亚 ©东盟和东亚经济研究所，2023年ERIA研究项目报告FY2023第12期 2023年9月发布 Allrightsreserved.Nopartofthispublicationmaybereplicated,storedinaretrievalsystem,ortransmittedinanyformbyanymeanselectronicormechanicalwithoutpriorwrittennoticetoandpermissionfromERIA. 在其各自章节中表达的发现，解释，结论和观点完全是作者/他们的观点，并不反映东盟和东亚经济研究所，其理事会，学术咨询委员会的观点和政策，或他们所代表的机构和政府。各章节中的任何内容或引用错误均由作者自行负责。 本出版物中的材料可以自由引用或转载，并附有适当的确认。 前言 文莱达鲁萨兰国以生产石油和天然气而闻名，这些石油和天然气主要出口到邻国以及日本和大韩民国 。天然气被定义为过渡燃料，例如目前的煤改气，因此文莱将能够在未来几十年内连续生产和出口天然气。但是，天然气排放二氧化碳(CO2）相当于煤炭的一半，因此在2040年之后，由于该地区变得碳中和，天然气将逐步退出亚洲的能源市场。在这方面，氢现在被强调为天然气等可燃燃料，但没有CO2排放。 有两种类型的氢，蓝氢和绿氢。蓝氢是由化石燃料产生的，如煤和天然气，具有碳捕获和储存以减少CO2排放。另一方面，绿色氢气是通过应用电解技术使用来自可再生能源的电力来生产的，例如太阳能光伏（PV）。文莱拥有丰富的天然气资源，因此可以生产大量的蓝色氢气。然而，该国可再生能源资源有限，只有太阳能光伏可用于通过应用电解技术生产绿色氢气。尽管如此，文莱还是注重绿色区域（热带雨林）的维护，虽然建立太阳能光伏的潜在区域有限，但它们包括没有树木的裸露地面 ，没有水库，河流和文莱湾的大海。因此，可以预期在该国安装浮动式太阳能光伏。根据太阳能光伏发电系统的发电量，该项目预测了文莱绿色氢气的潜在产量。比较国内外的氢需求，绿色氢生产将不足，因此也需要蓝色氢。氢将成为与天然气类似的战略燃料，本报告提供了有关文莱氢生产政策的想法。 木村茂 东盟和东亚能源事务经济研究所主席特别顾问 Acknowledgements 该报告是由文莱达鲁萨兰国小组和ERIA小组组成的联合工作组编写的。文莱达鲁萨兰国小组由能源部 、文莱达鲁萨兰国总理办公室的工作人员组成，他们来自能源过渡司和能源政策与战略司。ERIA团队由ERIA能源部门的研究人员和Chiyoda公司的氢专家组成。我们要感谢工作组成员的出色工作和贡献 。 还特别感谢文莱达鲁萨兰国总理府能源部能源利益相关者管理司司长AwangHajiMohdZakibinHajiHassanolAs'Shari先生和能源事务特别顾问木村茂先生对该项目的出色领导。 YMPengiranHajiJamraWeiraBinPengiranHajiPetra 文莱达鲁萨兰国总理办公室代理常任秘书(能源) 目录 第2章文莱达鲁萨兰国潜在太阳能光伏产能预测2 第三章文莱潜在绿色制氢预测13 达鲁萨兰国 第4章文莱达鲁萨兰国的潜在氢需求17 第5章绿色制氢的经济影响31 第6章结论和建议40 项目成员列表 能源部，总理办公室，文莱达鲁萨兰国团队 MohammadIzwanbinHajiTarip，能源部门负责人，过渡部门 AwangHajiMohdZakibinHajiHassanolAs'Shari，能源利益相关者管理部代理总监IzmaRahemZukhairribinAbdulZani，能源利益相关者管理部副主任 NurulHadinahbintiYahaya，能源转型司 穆罕默德·哈斯伯·拉赫曼·本·雅哈亚，能源转型司 能源政策和战略司谢赫·穆罕默德·法伊兹·本·谢赫·法迪拉 DkAkmalZawanahBintiPgHjAbdRazak博士，能源利益相关者管理部 ERIA研究团队 YigeruKimura，能源事务总统特别顾问，ERIAAlloysiusJokoPurwanto，能源经济学家，能源股，ERIA CitraEndahNurSetyawati,能源部门研究助理,ERIAOsamuIkeda,ChiyodaCorporation 宫武士，千代田公司筑田龙二，千代田公司 数字列表 图2.1 千叶县山仓浮动太阳能发电站， 2 Japan 图2.2 新加坡的Tengeh浮动太阳能农场 3 图2.3 马来西亚柔佛州的海上浮动太阳能农场 4 图2.4 PV候选站点文莱达鲁萨兰国 8 图2.5 Toyoake浮动超级太阳能发电厂 9 图2.6 ToyoakeFSPV,2022的运行数据 10 图2.7 文莱达鲁萨兰国的辐照度水平 11 图4.1 文莱达鲁萨兰国的估计发电量 16 氢气共燃-BAU方案 图4.2 文莱达鲁萨兰国氢共燃的估计发电量-APS 19 图4.3 东盟氢燃烧的估计发电量 20 -BAU场景 图4.4 东盟氢燃烧的估计发电量-APS场景 20 图4.5 东盟对发电共燃的氢需求估计-BAU情景 21 图4.6 东盟对发电共燃的氢需求估计-APS情景 22 图4.7 文莱达鲁萨兰国对氢的能源需求三种氢动力燃料电池汽车方案 23 图4.8 文莱达鲁萨兰国的道路氢需求估计 24 运输部门 图4.9 东盟道路运输部门的氢需求估计-BAU情景 25 图4.10 东盟道路运输部门估计的氢需求-APS 26 图4.11 文莱达鲁萨兰国工业部门的氢需求估计-四种情况 28 图5.1 文莱达鲁萨兰国原油供需分析 31 图5.2 文莱达鲁萨兰国石油产品的供需 32 图5.3 文莱达鲁萨兰国天然气供需分析 33 图5.4 天然气出口与经济增长的关系 34 图5.5 文莱达鲁萨兰国GDP构成 35 图5.6 一个国家的简化经济结构 36 表列表 表2.1 全球FSPV安装的现状和计划 5 Table2.2 PV候选站点文莱达鲁萨兰国 8 表2.3 文莱达鲁萨兰国和Toyoake的气候数据比较 10 表2.4 Toyoake的容量系数 11 表3.1 ALK和PEM的比较 13 表3.2 PV电位和H2文莱达鲁萨兰国的生产 14 Table4.1 文莱达鲁萨兰国按行业估算的氢需求-四种情况 29 缩写和首字母缩略词列表 ACAEM 交流电流阴离子交换膜碱性电解槽 ALKAMS 东盟成员国 APEC 亚太经济合作组织 APS 替代政策方案 东盟 东南亚国家联盟 BAU 一切照旧 BEV 电池电动汽车 BFI 文莱肥料工业 CCS 碳捕集储存 CECEP 中国节能环保 CO2 二氧化碳 CR 碳回收 DC 直流电 DNV DetNorskeVeritas DOE 能源部 EAS 东亚峰会 EE 能源效率 ESMAP 能源部门管理援助计划 EV 电动汽车 FC 燃料电池 FCEV 燃料电池电动汽车 FSPV 浮动太阳能光伏 GCL 金协和有限公司. GDP 国内生产总值 GJ 千兆焦耳 GW 吉瓦瓦特 GWh吉瓦小时 H2氢气 哈： INDC预期的国家自主贡献 IRENA国际可再生能源机构 Ktoe千吨油当量 Ktpa每年千吨 KW千瓦 KWh千瓦时 MJ兆焦耳 MTMegatonnes MWe兆瓦电力 MWh兆瓦时 MWp兆瓦峰 NDC国家自主贡献 NEL国家能源实验室 Nm3正常立方米 PEM聚合物电解质膜 PP发电厂 PV光伏 RE可再生能源 SERIS新加坡太阳能研究所 SOEC固体氧化物电解槽 步骤国家政策方案 TWTerawatt UKUnitedKingdom US美国 W瓦特 执行摘要 文莱达鲁萨兰国石油和天然气产量丰富，但对于可再生能源，由于阳光充足，只有太阳能光伏（PV）可用。文莱的土地面积在物理上和环境上都受到限制，无法建立太阳能光伏系统，但潜在的区域包括裸露的地面，水库，河流，湖泊和文莱湾。根据这项研究，可在文莱的水库，河流和湖泊中设置总容量为1,030兆瓦（MW）的浮动太阳能光伏（FSPV）。此外，文莱湾总共有700兆瓦的FSPV可用 ，使用裸露的地面总共有424兆瓦的太阳能光伏可用。因此，该国太阳能光伏系统的总装机容量估计为2,154兆瓦。如果我们假设陆基太阳能光伏系统的容量系数为17％，FSPV的容量系数为19％，则太阳能光伏系统的总发电量估计为每年3,510GWh。如果我们假设太阳能光伏和FSPV的单位资本成本 为每千瓦800美元，则发电成本估计约为每千瓦时0.0624美元。当我们在电解槽设施中使用3,510GWh来生产氢时，该量估计为。 应用聚合物电解质膜（PEM）技术每年65.7千吨，其制氢效率假定为4.77kWh/Nm3-H2。如果我们假设电解槽设施的单位资本成本为每KWe1,050美元，则电解槽的总资本成本估计为4.29亿美元 ，氢气生产成本也估计为每kg-H4.258美元2. 氢可以像化石燃料一样燃烧，但不会排放二氧化碳，因此氢可以代替石油和天然气的消耗。目前，石油和天然气主要在最终能源消耗部门中消耗，该部门包括工业，运输，住宅和商业以及发电部门。根据这项研究，东南亚国家联盟（ASEAN）地区发电部门的氢需求量预计为7000万吨，公路运输部门为130万吨。 2050年工业部门为1130万吨。到目前为止，氢气尚未用于能源，因此采用了一种情景方法：2030年为10％，2040年为50％，2050年为100％作为天然气发电厂的氢燃烧比，2050年为30％作为FCEV占车辆总库存的比率，并替代了用于热量需求的化石燃料，例如工业部门的锅炉和熔炉。因此，文莱的绿色氢气产量估计为。 每年73.4千吨。另一方面，预计到2050年，包括文莱在内的东盟地区的氢需求将超过每年8000万吨。因此，绿色氢的数量将无法满足氢的需求，因此，具有碳捕获和存储功能的天然气生产的蓝色氢仍将是文莱的重要选择。 太阳能光伏系统的投资金额，主要是FSPV和水电解，估计约为21.52亿美元，与每年约5,000亿美元的固定资本形成总额相比，是重要的。因此，文莱可以预期这两个设施的运营会产生巨大的经济影响 。然而，仍然存在一个更高的绿色氢气生产成本的问题，即3.5-5.2美元/千克-H。2根据这项研究。氢气供应成本的全球目标将是1-2美元/千克-H2，因此我们需要研究降低氢气供应成本的措施，例如太阳能光伏系统的进一步成本降低和氢气的改进 通过应用电解技术提高生产效率。如果文莱出口500万吨氢气，包括蓝色氢气，这将达到约100亿美元，几乎与文莱2019年的出口价值相同。因此，蓝色氢气的生产对文莱来说是不可或缺的。 此外，文莱将能够从马来西亚砂拉越省获得电力，这些电力将由水力发电厂产生。如果文莱从砂拉越省进口1GW电力，如果我们假设水电的容量系数为40％，文莱每年可以生产约65千吨的绿色氢气。这是意义重大的，从砂拉越省进口电力将是文莱增加绿色氢气生产的非常重要的选择。 第一章导言 氢是一种有前途的燃料和技术，可在2050年或2060年实现碳中和，文莱达鲁萨兰国具有生产蓝色和绿色氢的巨大潜力。蓝氢由天然气产生或作为液化天然气生产过程的副产物。绿色氢气是由电解设施使用可再生能源发电产生的，例如水力发电，地热发电，生物质能，太阳能和风能。然而，文莱由于其地理和气候条件，仅具有太阳能光伏（PV）潜力。 因此，该项目首先调查了文莱的太阳能光伏潜在容量，重点是水面和裸露地面。当我们在土地上进行调查时，我们需要注意森林面积。其次,基于太阳能光伏系统的太阳能光伏潜