建立氢经济 ： 能源的未来 2035

我们塑造一个更好的世界 建立氢经济 能源的未来2035 发布日期:2018 建立氢经济 鼓励未来的氢经济 英国有一个重要的脱碳机会 我们的能源系统，并成为各国寻求低碳途径的榜样。根据Arup发人深省的报告《能源系统：2035年的观点》，很明显，氢在明天的英国能源市场中具有举足轻重的作用。 2建立氢经济 建立强大的氢经济是一个非常现实的机会，而且在距离之内。在适当的政府政策的推动下，私营部门的投资将使英国从整个能源系统的重大脱碳中受益。氢经济可能是英国具有巨大出口潜力的能源，运输和工业部门的主要差异化因素。 本报告探讨了英国氢经济的未来，并提出了一系列行动点。这里捕获的见解是Arp在全国范围内与行业参与者，学者和其他主要利益相关者进行的广泛磋商和研讨会的结果。这项工作推进了关于如何最好地利用氢经济带来的机会的急需的对话;氢作为重要的能量存储和载体的利用。 很难看到英国如何在没有氢气实质性作用的情况下实现安全、有弹性和脱碳的能源系统,能够平衡供需 。 建设有弹性的基础设施还需要制定正确的政策来确保建立成功的氢经济所需的资本投资。Arup的报告正确地强调了已经取得的进展 然而，进一步的政策进展将需要学术界、私营部门和其他利益相关者之间更紧密的合作，以塑造未来的需求，改变消费者的看法，并创造强大的供应链，让氢经济蓬勃发展。 反过来，这将提高负担能力，并在未来几年创造大量就业机会-所有人都可以分享的好处。 氢具有很大的潜力，可以成为英国能源系统脱碳的催化剂，在Arup和其他人的努力下，我们可以将这一愿望转化为现实。我们需要在未来几年看到快速进展，以实现具有法律约束力的排放目标，本报告提供了路线图，表明我们都可以在这一旅程中发挥作用。 基思·麦克莱恩, UKERC董事会成员 建立氢经济3 建立氢经济 必不可少的氢经济 IMPORTED 全球绿色氢气 远程海上风力水解 碳捕获和储存 石油和天然气E XTRACTION IMPORTED CO2 全球液化天然气 电解 天然气 页岩气 二氧化碳 储存 生物甲烷生产 WIND 涡轮 太阳F武器 电源至气体 大型工业Y 二氧化碳 小 模块化核反应堆 NUCLEAR 互连连接器 潮汐 烧烤 +HYDRO 电气Y 蒸汽-甲烷重整器 微网 NATURALGAS 气体热 电源-CCGTWASTE至 分布 能源设备 CHP 液压泵 储存 变速器 HEAT 网络 储存 网络安全 热存储 系统M操作员(S) 储存 网络安全 区块链 网络安全 系统M操作员(S) 系统M操作员(S) LED路灯 需求侧响应 冷却 IOTEXPORTIMPORT 电动公共变压器T 数据中心、办公室和零售 车辆至网格 氢动力公共传感器T 微型CHP锅炉 储存 生活中的车辆 太阳能电池板 电动车辆 电池 氢动力HGVS 集成PV PHEV 电气Y 氢燃料电池 效率改进 热泵 TRANSPORT HEAT 交易能量 加氢气体 Arup进行了大量的工作来探索 通过向2050年的过渡，未来的能源系统可能会是什么样子。我们的发现已经确定氢是未来系统的一个组成部分，以协助脱碳。 Arup的“能源未来2035”地图，显示了未来的能源系统。 随着氢能在包括英国，新西兰和日本在内的世界许多国家获得关注，本报告探讨了我们如何处于氢经济的风口浪尖。 FUTURE视角 Arup与参与或感兴趣的公共和私营部门组织进行了一系列研讨会-来自政府和供应链的一部分。在一个新兴和不成熟的市场中，我们的研讨会帮助行业探索挑战和机遇。这个观点 探讨了调查结果和下一步，以确保可行的氢经济。 UKAS案例研究 本报告以英国为例，概述了氢将如何成为2035 能源系统模型的可靠和突出特征。 2018年的MARKET 在发布本报告时，氢工业在生产，运输和使用方面取得了长足的进步，包括： -OrkneySurf＆Turf和Levenmouth明亮的绿色氢示威者 -健康和安全行政人员批准HyDeploy，该项目在天然气网络中试用高达20％的氢气混合物 -使用氢动力的运输部门 火车、公共汽车和车队车辆 -H2燃料家用集中供热锅炉的首次演示 正在进行的研究 在利兹市H21项目之后，这表明有可能重新调整天然气分配网络的氢气用途， 许多研究项目正在进行中，主要由政府机构和天然气分销公司资助。这些正在研究各种问题，包括安全性，技术可行性，经济性和消费者接受度。 在组件层面，似乎几乎不需要新技术，其中大部分已经存在。政府和行业参与者之间的协调是需要克服的关键挑战。 很明显还有工作要做在氢气发挥其潜力之前作为英国能源系统脱碳的关键推动者。 4建立氢经济建立氢经济5 氢经济2035 到2035年，氢气可能已经在英国努力使其能源系统脱碳。 ONSHORE 更新 发电 例如燃气轮机和燃料电池 工业用氢/工业用氢 潮汐泻湖 小型模块化核反应堆 海上风 变电站 加热用氢气 气体峰值设备/发电 减压站 烹饪用氢气 电解槽 传输网络 天然气萃取 低压分配网络 其他氢源（如煤气化） 动力用氢气 现有甲烷 传输网络 短期储存 碳 SEQUESTRATION 运输用氢气 甲烷重整器 氢用于 材料处理 季节间储存 （地下洞穴） CCS运输基础设施 氢出口 我们的图形展示了生产低碳氢的不同方法，以及一旦产生能源就可以使用能源的机会。 氢的创造 通过可再生能源进行电解是一种电力分裂的方法 然后可以将氢气储存，然后将氧气释放 到空气中或储存。 甲烷的重整是另一种生产氢气的方法。碳捕获储存（CCS）技术可以 捕获过程中产生的二氧化碳。 氢用量 运输：改进了用于公共汽车，火车和渡轮的燃料电池技术，展示了氢气的使用 其快速的加油时间和更高的效率密度使它比电池更有优势。 行业：重工业，例如玻璃制造和陶器，使用高 炼钢还具有向电网出口氢气的潜力，作为生产过程的副产品。 家庭：使用现有的天然气基础设施氢气可以提供 一种安全可靠的供暖、照明和电器能源，电气化改造成本高昂。 建立氢经济7 6建立氢经济 氢经济需要克服哪些挑战才能取得成功？ 英国需要在未来几年克服众多挑战，以使组织，行业机构和个人对投资氢经济供应链充满信心。 商品和服务 合同付款 —种政策方法 政府对氢在英国能源系统中的地位起着至关重要的作用。政策制定者既有刺激需求的机会，也有确保氢能够与其他脱碳途径在公平竞争环境中竞争的工具。政府面临的挑战是确定如何 吸引需求 没有不断增长的需求,氢气的大规模生产将不会发生 。这种需求可能来自许多来源，所有这些来源都需要标准化，理想，安全和负担得起的各种最终用户设备和设备。然而，如果没有强大的供应链来降低氢气的成本，并为工业提供安全的能力提供信心。和负担得起的燃料，消费者以及公共和私营部 门的买家将不愿意购买氢产品。 这是需要解决的困境：如何以最具成本效益的方式逐步建立需求和供应。 启用基础设施和 投资 氢需要基础设施才能将其从源头带到最终用户。所需的资本投资是巨大的，依赖于长期指示和预测。如果新的商业模式和新的关税安排要出现并蓬勃发展，政策制定者需要建立一个强大、可信和灵活的框架。这可能 不一定采取传统的受监管网络模型的形式。特别是如果它基于模块化方法，随着时间的推移，随着对氢气的需求在区域或市场基础上逐渐增长 ，网络规模和应用也会随着时间的推移而增加。 最终目标是实现可持续的氢经济，同时具备生产和基础设施，重要的是最终用户的需求。 Itcanmosteffectivelystimulatethehydrogeneconomy,bothfortheestablishedenergyplayersanddisruptivemarketentrances.Thechallengefortheindustryistospeaktogovernmentwithonevoiceaboutwhatisneeded. Suppl氢运和 输器 电户 制氢氢用 政策和法规 需求 y 消费 者 最终，消费者的需求将支持和维持未来氢经济的商业案例。对氢的看法必须改变，因此它被视为当前燃料的可靠替代品和脱碳手段。需要围绕氢如何为消费者带来利益进行强有力的叙述 以及对投资者的价值。它是关于为消费者提供选择并允许 从一个燃料来源到另一个燃料来源的过渡。继续以合作的方式将关键参与者聚集在一起将有助于进一步推动事业。 提高对各方面临的挑战的认识，确定解决方案并在供应链和政府之间建立关系是至关重要的下一步。 8建立氢经济建立氢经济9 如何实现氢经济 应建立明确的路线图和愿景，以实现氢经济。以下是一些关键考虑因素，可以帮助行业克服挑战并掌握氢机会。这些重点领域一直是整个公众和 从运输到大规模消费者的私人部门。有些是短期成就，而另一些是长期举措，但对成功的脱碳能源系统至关重要。 有一件事是肯定的-行动需要从现在开始 鉴于政府对其他低碳技术的高度支持，政府应探索实施政策设计以刺激投资并导致公平竞争环境。重要的是要从其他转型中寻求相似之处和教训，在这些转型中，在政策干预之后，新技术和产业已经成功开发并减少了排放。 要做到这一点，一种方法是让能源公司有义务提供越来越多的脱碳气体，如氢气，这与可再生电力的做法大致相同。 氢不是一种全有或全无的方法。氢经济并不完全依赖于100%氢加热的结果。氢在运输、工业、 混合燃料，存储介质是足以独自站立。 将消费者带到一起 消费者是氢经济的中心，他们将通过购买选择来推动对氢的需求。 与消费者的有效沟通需要明确改变他们行为的要求 ，以帮助运输和热量脱碳，并使用替代能源。重要的是要认识到，维持现状不是一种选择，因为这将导致错过具有法律约束力的《气候变化法案》目标 ，从长远来看成本更高，并给后代带来负担。 建立消费者信心随着时间的推移，以计划和战略的方式逐步解决安全问题；然而，有迫切需要立即开始。好处与氢相关的信息需要以这样的方式传递有利于消费者。 我们需要强调空气质量的改善，降低噪音和更大的电动汽车续航里程。作为其中的一部分，我们还需要专注于教育，激励年轻人 一代人关于更清洁的未来和提升行业技能。 快速获胜 重点应该放在提供高 profileprojectsquickly,suchashydrogenuseintransport-inparticularpublictransportandreturn-to-basefleets.Thiswillbuildconfidence,experienceandasupplychainneededtotackingmorecomplexchallenges 例如使用氢气加热。利用否则浪费的多余氢气-包括禁止燃烧-可能是该行业的重要一步。 在已经开展的良好工作的基础上，展示氢作为一个社区 解决方案，尤其是在可再生能源受到限制的情况下 。这些示例应用作良好的模型，以支持进一步推出 进入未来 Thereshouldbeafocusonstimulatingdemandinstages.Firstaroundtransportandheavyindustrialprocesses.Thiswouldbefollowedcloselybyblendinginthegasnetwork,beforewecanconsideramoveto100%hydrogenforheat. 港口和渡轮是吸收氢溶液将具有空气质量的区域 改进和一系列的好处纯电池替代品。 重工业过程为氢气项目提供了理想的锚点。建设许多区域枢纽，供应氢气以满足工业需求，并将剩余的气体混合到天然气网络中，将带来大量的碳节约。逐步增加氢气的比例，向上 到20%，目前国内应用仍然可以工作，这将支持生产氢气的能力和能力的逐步积累。 因此，投资可以是增量的， 它将导致所有应用的氢气成本逐步降低，并为将来 o可能向100％氢气网络的转换做好准备。对账单的计算方式和网络中使用的气体