开启中国绿色氢新时代

中国绿色氢 新时代：2030年可再生能源氢气100GW路线图 报告/2022年9月 作者和致谢 Authors 李婷 刘伟,中国氢能联盟研究院延明湾,中国氢能联盟研究院王哲 张梦露 张燕,中国氢能联盟研究院 作者按字母顺序列出。除非另有说明，否则所有来自RMI的作者。 其他贡献者 JinLi,以前是RMI 李淑仪,RMI 萧晨江,中国氢能联盟研究院张林,中国氢能联盟研究院CarolineZhu,以前是RMI 联系人 张梦露,mzhang@rmi.org 张燕,zhangyan@h2cn.org 版权和引文 李婷，刘伟，等，中国绿色氢新时代：2030年可再生氢100GW路线图, RMI，中国氢联盟研究院，2022，https://rmi.org/insight/chinas-green- 氢-新时代/. RMI重视合作，旨在通过分享知识和 见解。因此，我们允许感兴趣的各方通过创意参考、分享和引用我们的工作 CommonsCCBY-SA4.0许可证。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有图像均来自iStock。 Acknowledgments 作者衷心感谢所有专家和公司，学术界和机构的代表，他们通过访谈和支持为这项研究贡献了时间和专业知识。 关于RMI关于中国氢能联盟 研究所 通过市场驱动型转变全球能源系统 繁荣，零碳的未来。我们在 政策制定者、社区和非政府组织识别和扩展能源系统的组织 至少将减少温室气体排放的干预措施 科罗拉多州；纽约市；加利福尼亚州奥克兰；华盛顿， 中国氢联盟研究院致力于建设国家级氢工业智库， 重点建设新的数字化、质量、氢工业的生态基础设施，并积极促进氢政策的规划和设计， 标准制定，并在中国进行项目论证。其成就包括出版物用氢生长， 氢能行业报告白皮书，氢能大数据, and氢气顶转轮动作氢标准化协同创新平台 和氢质量联合实验室；并领导中国- 欧洲氢技术创新专项项目国家能源局。 目录 执行摘要 实现双碳目标 07 07 工业背景 国家氢气计划作为工业蓝图 2030年可再生氢100发展模式展望 大型基地的大规模开发 可再生氢气产能区域发展展望 对下一阶段发展的建议 开展氢基规模化演示，推动成本快速下降氢价值链 47 可再生氢气项目建设 整合氢气产业和专家资源，促进建立工业技术标准 尾注 执行摘要 i中国启动了全面的能源转型 供应结构和消费需求朝着清洁、低碳和安全的能源未来发展，已经开始重点建设以可再生能源为主的零碳新能源系统。 可再生能源的大规模应用，可再生氢-一种新型的清洁能源-将发挥唯一的解决方案，包括石化、钢铁、重型公路运输、航运和航空。 产业转型，地方政府也逐步将氢气纳入其阶段性 氢工业长期发展的核心。 近期和中期的氢发展包括：以区域为重点的协调发展， ii本研究分析并设定了三个部门的目标-化工、钢铁和交通-七个地区-东北、华北、华中、华南、华东 中国、中国西北、中国西南地区。 在建立分析模型时，本研究考虑了每个部门容量需求的变化，直到 部门和产量、装机容量、关键发展行业和可再生氢气来源在每个地区，它提出了促进可再生氢气发展的建议 工业支持“氢能源发展中长期计划” i ii 主要结论和建议如下： • • 化工行业传统的化石制氢和新的需求钢铁和运输领域的技术突破。 • 可再生资源，而在华北和华东地区，工业对氢气的需求很高。 •至关重要的是，通过强大的、大的-降低氢工业中各种元素的成本。氢谷模型的规模示范和通过改善可再生氢工业 规划当地发展条件。 • 氢在中国的重要性能源转型和实现双碳目标 未来 2020年9月，中国政府发布双碳目标，开启能源新时代 消费端进程将加快。 同时，重工业、航运、航空等排放密集型行业仍将 在一定程度上依赖化石能源的消费，实现大规模将面临挑战可再生能源替代由于技术上的可行性和成本上的 化学品原料化学品和石化产品 钢铁 水泥AviationShipping 铁路 重型道路轻型道路 建筑物 0%25%50%75%100% 生物能源Synfuel 氢气工业余热 氨 太阳能热 来源：RMI分析 这些部门将依靠新的清洁能源，如氢，生物质和合成燃料。根据我们的 氢气被广泛用作二次能源，包括作为多种替代能源 和原料和携带能量。 发电作为燃料。 •氢气主要用于重型公路运输、航运、航空和 例如石油，天然气和煤炭，氢是零排放的清洁能源，可以用作 燃料用于加热或供电。目前，氢作为燃料的使用在全球范围内仍然有限，主要 氢涡轮，基础设施和政策标准不足。 •氢气主要用于钢铁和化工等行业作为原料。氢是一种 重要的工业气体,作为许多化合物的基本要素之一,其强还原性用于许多化学反应。化工行业使用氢气生产甲醇和 氨，炼铁使用氢气作为还原剂，许多高端材料需要使用生产过程中的氢气。 附件2.氢在各部门脱碳路线中的作用 脱碳选项的作用 电力 氢气 氢- 基于燃料 生物质 碳捕获 Steel 直接减少 水泥 较低的技术 准备就绪 潜在热量 来源 产热 化学品 产热 产热 和原料 主要作为 原料 轻型道路交通运输 重型道路交通运输 长距离 运费 Shipping 仅限短途 仅限短途 氨 Aviation 仅限短途 仅限短途 Synfuel 生物喷气燃料 建筑 沼气用于 加热 电力系统 成本较高 与氢有关 来源：RMI分析 主要作用一些角色 小角色 无角色 •氢气作为能量载体主要用于电力存储。储存液体或气体 在某些环境条件和容器中的氢气或将氢气转化为 零碳转变，氢将在化学品、钢和 重型公路运输部门，并将逐步扩大其在航运，航空，其他方面的应用 换句话说，氢气供应将由低碳和清洁技术路径主导 35 百万吨H Power 其他行业AviationSteel 轻型公路运输 Shipping 重型公路运输化学品 40 20 0 20222022204020502060 资料来源：RMI分析，基于中国氢联盟研究院2020年氢需求数据 过渡 氢不太可能直接从自然界中获得，而是需要通过 和水电解。到目前为止，氢气作为化工生产的原料和中间产品是 稳定的输出。 水电解制氢依赖于清洁能源，有可能实现零碳，水电解将是制氢的最重要途径，需要 以更高的优先级开发。然而，用于制氢的水电解仍处于初始阶段成本高于其他制氢路线。 •灰色氢:来自化石燃料的氢，如煤和天然气，具有相对较高的 排放，但成本低。 •蓝色氢:氢来自化石燃料，并配备了碳捕获和储存 •绿色氢:电解槽通过可再生能源生产的氢气，如太阳能光伏 •通过电解槽通过核能生产的氢气，通常可以实现近零排放，但大规模发展更依赖于技术和 发展核电。 要实现碳中和的宏伟目标，就必须促进碳的大规模应用。 重工业。分析氢在各行业的应用规模和整体能源零碳情景下的结构表明，超过200亿吨的减排量 可再生氢气将成为运输、钢铁和 化工板块。此外，氢产业链的建立也可以充分促进 和营业费用。 附件4.按部门分列的氢应用累计减排量， 2020-2060年（1000亿吨） 航运和航空 Steel 1.3 4.7 化学品 2.8 公路运输 14.3 来源：RMI分析 iii 在短时间内生产可再生氢气的比例。因此，有必要利用 氢在中国。 •短期：专注于不同的应用，同时考虑竞争力和清洁度。 短期，培育氢能上下游产业链，铺路 为绿色氢的推广和应用，同时降低全生命周期成本。 •基于渐进 基础设施和产业链的改善，可再生氢气的成本将接近化石能源制氢。目前，有必要引导和鼓励 通过加强市场机制和政策措施进行生产和应用，以及逐步实现向可再生氢在各种应用中的过渡。 •长期：实现可再生氢气和电力部门的整合 全面突破。随着成本的进一步优化和改进技术，必须继续发展产业链，优化环境 可再生氢气的生产和消费，然后促进可再生氢气的应用氢在关键行业中充分实现可再生氢对化石能源的替代重工业和长途运输。 iii由中国氢联盟研究所提供的信息用于本研究的目的。 “可再生氢气100”在中国的总体政策和工业背景 同时，所有省份都将 氢发展的政策和产业框架。 强调以可再生氢气为核心，并从 从整个产业链的角度来看，包括生产、储存、运输和基础设施，突出市场的主要作用，为高质量发展提供行动指南 氢工业。2 • transportation,andstorage.Ahydrogensupplysystemshouldbeestablishedwithindustrial • 应广泛推广生产，以支持碳峰目标的实现。 • 应建立涵盖交通、储能和工业的环境。 可再生氢气在支持绿色能源转型和发展中发挥着重要作用。 在未来： • 氢气，以及氢气生产、储存和运输的核心技术，以及发展产业创新技术支撑平台和人才培养机制。 •协调发展氢基础设施。规划基础设施，专注于生产 并基于行业发展的进展。选择最佳技术途径 根据资源的位置生产氢气。优先使用工业副产品氢并鼓励就近消费。同时，积极推进试点和 可再生能源制氢示范项目。建立氢气 在氢气消耗规模较大的地区建立生产基地，逐步推广储运和加氢网络的系统规划。 •稳步推进氢气多样化示范应用。识别交通、能源 存储、分布式发电、工业应用为核心应用场景。 通过试点示范项目建立大规模发展。 •加快和完善支持发展中国家发展的政策和制度体系 氢工业。系统完善大规模生产和消费的支持政策 国家和地方的氢和可再生氢。制定并严格执行标准氢气生产、储存、传输和使用系统，并积极试验 存储和交易机制。 促进了氢产业链的部署、推广和应用，尤其是可再生氢气，在下一阶段。 原则清洁和低碳发展已经建立，重点是开发氢气 可再生能源生产。它包括严格控制化石制氢 能源和为氢工业设定绿色和低碳发展目标。技术与可再生能源制氢有关的任务改善和加速氢气 该计划建议如下： •协调推进清洁低碳低成本氢建设 生产系统。 •在焦化，氯碱和丙烷的地区优先使用工业副产品氢气 脱氢工业聚集。 •在太阳能、风能、 和水力资源。 •建立支持绿色低碳的政策和制度保障体系 氢的发展。 •研究和探索可再生能源制氢的优惠电价政策 能源，促进清洁低碳标准体系的优化。 其次，该计划高度重视氢的各种应用的示范。在交通运输中有序推进氢气应用示范 风能，太阳能和水力发电以及氢储能的应用模型。在应协调发电部门部署分布式热电联产 氢和电力的微电网。氢在工业部门的应用应探索工业中用可再生能源制氢替代化石能源的示范 场景。 最后，该计划为氢的发展创造了前所未有的机会，移动 建立工业体系的重要性，鼓励地方政府制定支持 政策和设计基础设施，并确立市场的主体作用，从而打开空间 生产和应用，积极推动行业和地区开展大规模试点成为整个行业发展的加速器。 以增加可再生氢气生产的份额为最终目标，该计划旨在改善氢生产链上的技术和基础设施，并创造机会 通过配套政策措施，帮助加快可再生氢气的大规模应用 除了计划之外，氢工业的发展仍需要进一步详细的指导方针和应明确地区和部门一级的可再生氢气生产和安装目标 第二，给出了推进工业高质量发展规划的指导原则和协调基础设施建设和避免羊群行为，需要新的发展目标 加强区域和地方产业发展的重点和突破。 在大规模商业氢气应用中，应评估减少量。规模开发每个应用场景中的试点示范应与氢气的成本保持一致生产和应用。氢的中长期应用目标，特别是 可再生氢，应鼓励氢产业提升竞争力。 到2030年将100GW可再生氢气容量目标设定为推动绿色氢在工业中的快速应用 各行业和地区的政策体系不完整。试点和示范项目 时间，在氢和可再生氢的关键发展领域，个别公司已经正在进行重大试点项目。但是上游和下游之间的业务合作 无法实现。 提出了过渡中可再生氢气生产和安装的目标框架倡议