氢 ： “咆哮的 30 年代 ”

一个清洁的氢加速故事 咆哮的30年代 一个清洁的氢加速故事 到2040年，氢可能已成为全球脱碳努力的关键支柱。如果是这样，我们将如何从今天的氢市场仍处于起步阶段，到全面的工业部署？2030年至2040年之间的加速时期将是什么样子，在当前十年的剩余几年中，我们现在应该做些什么来为这种大规模扩张做准备？ 当前十年的剩余年份对于确定旨在通过使用氢气来降低排放的示范项目是否实际上有效至关重要。如果这些项目无法达到预期的效率，那么辩论可能会转向将能源密集型产业转移到生产成本较低的国家，因为它们可以获得低成本的清洁能源，激励措施或更好的监管框架。 同时，为了确保对氢的需求，至关重要的是，我们必须摆脱对系统的零碎看法，在该系统中，我们专注于调整标准，建立资助计划并定义测量碳排放的技术标准。相反，我们必须专注于结构性措施（政策，授权，激励制度，监管），以确保将导致大规模长期需求的基本经济学：使清洁氢气成为用户负担得起的替代品。 Inthisstudyweattempttoanswerthosequestions.Wepresentasnapshotof2030,whenweexpecttotalhygensupplytobeintheareaof1.1milliontons,ofwhich12%couldbegreenhygen.Wethentakethatwecalcalcular,namountand每年240Mt的氢气产量。这使我们能够描绘从2030年到2040年的十年中必须发生的事情，这个时期我们称之为咆哮的30年代。 Whatdoourback-of-the-envelopecalculationshow?Inordertoachieve1TWofinstalledelconniczercapacity,weneedtoinstallthesameamountofcapacityeachyearaswedidinthewedidinthewholedecadefrom2020to2030.Bytheyear 2040年，全球三分之二的氢气生产很可能是清洁的。蓝色氢气将支持脱碳议程，但灰色氢气可能仍然是全球混合的重要组成部分，为那些仍然依赖它的行业提供可靠的基础，特别是在亚洲。 2|罗兰贝格 Contents 回到未来 T他的研究本质上是思想实验。 Webelievethattheremainingyearsofthecurrentdecadewillbecriticalforthehydrogeneconomy,layingthebasisforthescalingthatwillbenecessarypost-2030.Asyet,theeconomyofcleanhydrogenarenotalwayscompacting.Today,developersc2价格与灰色相比，组件交付问题，一流设施的出牙问题，标准化和认证方面的不确定性以及运输和存储基础设施的发展速度较慢是关键挑战。因此，从今天开始，行业、政策制定者和金融部门需要齐心协力，为加速奠定基础。我们认为，最重要的因素将是使清洁氢气成为用户负担得起的替代品，从而确保基本需求。这意味着现在推出正确的结构性政策，激励措施，法规和方法。 我们的假设是，到2040年，氢将成为全球脱碳努力的关键支柱。如果确实如此，我们如何从今天的市场氢仍处于起步阶段，到2030年代末全面工业部署？ 为了探索我们假设的后果，我们首先使用自下而上的方法计算了2030年氢经济的规模。然后，我们研究了在2030年至2040年之间的十年中需要发生的事情-我们称之为30年代咆哮的十年加速。如果氢经济要充分发挥其全球脱碳的潜力，我们将需要克服巨大的实施挑战。我们剖析了这一挑战，着眼于价值链的所有阶段，并为今天需要采取的行动提供了参考框架。 氢经济需要共同努力来克服巨大的实施挑战。 建立基础 清洁氢气故事的第二阶段是新兴市场在2035年之前的几年中，将出现大量氢气的新用例，例如其在钢铁行业或运输中的使用。项目将变得更大，更国际化，氢的运输将扩大，灵活的载体将到达现场。正如在商业化阶段一样，公众支持将继续很重要，特别侧重于配额、碳差价合同(CCfDs)和碳定价形式的监管。在工业脱碳和运输成本下降的推动下，我们将看到氢需求中心的形成。将建立基于项目的场外市场，以最大程度地降低销售风险，并且对经纪人的需求将越来越大。在第二阶段，我们希望看到氨，甲醇或电子燃料的清洁衍生物的大规模使用。 H未来几年清洁氢经济会发展吗？我们确定了三个阶段现在到2040。 第一阶段是商业化阶段，把我们从现在带到2030年左右。我们认为2020年代是第一个氢十年：与2010年代不同，当时的重点是商业化研究，理论，原型最终用途和示范项目，而2020年代已经看到了清洁氢技术的扩大。各国政府大力加大了支持力度，并提出了氢战略——早在2017年的日本，2020年的德国和2023年的美国——我们看到了增强能源独立性的强大政治动力。伴随着氢技术和最终用途应用的日益成熟，包括难以减弱的行业。氢生态系统获得了巨大的吸引力，氢已成为脱碳工作的强大支柱。十年的后半期可能会在特定地区进一步扩大规模，并扩展自给供应链。 最后，到2040年将见证建立一个商品市场。全球的供需中心将相互联系，这意味着更强大的 从商业化到商品化 发展绿色氢经济的三个阶段 ·主要向项目合作伙伴提供氢气首创的试点、示范和灯塔项目·圈养型或基于项目的OTC市场将销售风险降至最低 ·固定氢气供应链具有相应的进出口和管道基础设施·绿色氢的原产地保证框架·氢的液体商品市场对经纪人和交易的强烈需求> 10年来源：罗兰贝格 ·氢需求中心的形成受工业脱碳和项目规模增加的驱动·仅基于项目的OTC市场随着经纪人需求的增加，将销售风险降至最低 氢运输的作用，包括管道网络和灵活的载体。尽管政府将在基本法规领域继续发挥作用，但公共支持计划将在这一时期开始时逐步取消。在市场动态方面，我们将看到固定的氢气供应链以及相应的基础设施和流动性的氢气商品市场，对经纪人和交易的需求旺盛。在此期间，绿色氢的标准化原产地保证（GO）框架也将出现。.A Sometimesinpartnershipwithenergycompanies.Thenumberofsuchprojects is growing,with initial projects up to 20 MWalreadyoperating in the European Union and United States.Examplesin development:Hydrogen Holland I(NL),HyNetNorthWest(UK). 这三个市场阶段典型地涉及氢项目的不同“原型”，它们构成了氢经济的核心。 # 3集中GIGA项目 大型绿色氢出口项目，具有250兆瓦，在某些情况下是多兆瓦。这些是以低成本出口生产氢、氨、甲醇等的区域或国际项目。他们的重点是连接全球供需。通常，它们与额外的可再生能源容量共存，如纯光伏(PV)、光伏+陆上风电或纯海上风电。项目主要由私人或主权开发商领导。第三个原型目前正在出现，即将做出第一个最终投资决策（FID）。示例：NEOM绿色氢（SA；迄今为止唯一具有FID的项目），亚洲可再生能源中心（AU），AqaVets（DE），HyportDqm（OM）。 #1小型、移动性聚焦项目 项目通常在1到10兆瓦之间 产能，用于当地绿色制氢。这些项目通常服务于移动应用，因此与加氢站和车队脱碳工作相结合。他们越来越多地被俘虏或半俘虏。它们通常由具有绿色证书的电网供电，并且通常由具有大量公众参与的私人倡议领导。这种原型已经在欧盟，日本和美国蓬勃发展。示例：Hydrospider（CH），零排放谷（Averge - Rhe - Alpes，FR），氢谷南蒂罗尔（IT），SoHyCal（美国）。 今天，在氢经济发展的第一阶段，我们看到许多第一原型项目（小规模项目）和越来越多的第二原型项目（现场工业项目）。到目前为止，由于需求方参与长期承购协议的意愿有限，只有少数3型千兆项目正在进行中。除了上面列出的例子之外，第三个原型最近在美国得到了巨大的推动，美国能源部提名了七个氢中心，这些中心可能获得高达70亿美元的基础设施发展总资金。电解厂的规模扩大为原始设备制造商提供了一个独特的机会，通过为其电解设备的可靠技术和运行性能建立良好的跟踪记录来建立强大的市场份额。 # 2现场工业项目 位于代表其“锚定负荷”的大型工业消费者所在地的本地或区域绿色氢气生产项目，通常是炼油厂，化肥厂或钢铁厂。这些项目无缝地集成到生产过程中，有时还具有较小的承购商。第二种原型的关键挑战是在项目地点确保可再生能源供应的能力。项目主要由承购者领导。 8|罗兰贝格 2030年快照 上游，绿色氢气的加大力度进展顺利，尽管低于市场预期，也不完全符合政策制定者宣布的雄心。到2030年，我们预计氢供应总量将达到1.1亿吨，其中12％可能是绿色氢（使用可再生电力从水电解中提取的氢）和另外4％的“蓝色”氢（通常由天然气产生通过蒸汽重整，捕获排放的碳）。因此，“灰色”氢（由天然气生产，没有碳捕获）仍将在氢经济中发挥重要作用，约占供应量的84％。.B M任何专家都认为2030年是氢经济的关键里程碑，这是一个至关重要的 从供需增加、成本折旧和基础设施建设来看。截至目前尚未发布的任何新目标和项目公告很可能不会在2030年之前实现。这意味着我们已经可以很好地描绘氢经济在这个十年结束时的样子。这种情况喜忧参半：尽管氢领域正在发生许多令人兴奋的发展，但事情进展还不够快，无法确保到2030年我们将走上净零的道路。下面，我们来看看上游、中游和下游地区在本十年末的预期发展。 根据目前的进展，我们预计到2030年全球电解槽的装机容量将达到119GW。 到2030年，绿色氢可能占总氢的12％ 1个数字是圆形的 我们使用自下而上的方法得出这个数字，采用已宣布的项目及其成熟度，并考虑清洁能源建设项目的典型失败率，约为65％至70％。1这个119吉瓦的数字还不到政府目标所承诺的260吉瓦容量的一半，大约是2030年所需的590吉瓦的五分之一，以确保我们能够实现《巴黎协定》规定的1.5 ° C目标。C 从今天的角度来看，这些基础设施发展计划在许多情况下似乎相当雄心勃勃。但是，我们相信它们的初始阶段将在2030年在欧洲实现，将第一个大规模的进口设施和生产中心与工业原料区连接起来。一个例子是计划中的从鹿特丹到德国北莱茵-威斯特法伦州的管道。 我们预计将在2030年左右看到第一个大规模的氢出口项目投产。 绿色氢容量建设的速度是由许多因素驱动的。绿色经济氢气生产仍然具有挑战性，导致 缺乏承诺 。即使有条件 绿色氢的生产是有利的，目前没有补贴的生产成本在每公斤3到6美元之间，这使得价格与目前的化石替代品以及在某种程度上其他清洁选择相比没有竞争力。例如，根据美元/兆瓦时的比较，天然气生产目前比绿色氢气便宜10到40倍。此外，可再生能源的总体发展仍然缓慢。尽管如此，绿色氢气仍然是一个巨大的清洁技术增长故事，根据我们的预测，到2030年的预期复合年增长率(CAGR)约为65%。基础项目通常属于第二原型。 很长的路要走 到2030年全球累计安装电解槽总氢气容量 中游，我们预计将看到基础设施建设得到公共资金的支持，直到大量氢气被运输。根据天然气传输系统运营商（TSO），能源公司和港口运营商等市场参与者的当前计划和公告，我们将看到用于氢气转换（和再转换），运输和储存的基础设施的发展。例如，在德国，FNB Gas已经制定了具体计划，以在全国范围内建立管道形式的氢骨干。 氢的海底运输经济学仍然具有挑战性。假设氢将被运输，运输的主要形式可能是海床，使用绿色氨作为载体，一些液化氢和液态有机氢载体（LOHC）项目将在2030年证明可行性。到那时，