制定基于排放强度的氢定义

基于排放强度的氢定义 国际能源机构 IEA检查全光谱 IEA协会国家： IEA成员国： 能源问题，包括石油，天然气和煤炭的供需，可再生能源技术，电力市场，能源效率，能源获取，需求方管理等等。通过其工作，IEA倡导将提高能源可靠性，可负担性和可持续性的政策31成员国,11协会国家和超越。 澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利日本韩国立陶宛卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士蒂尔基耶共和国英国美国 阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚摩洛哥新加坡南非泰国乌克兰 本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权，国际边界和边界的划定以及任何领土，城市或地区的名称。 欧盟委员会还参与了IEA的工作 资料来源：国际能源机构。国际能源署网站：www.iea.org Abstract 基于排放强度的氢定义是国际能源署的一份新报告，旨在在2023年4月G7气候，能源和环境部长级会议之前为政策制定者，氢生产商，投资者和研究界提供信息。该报告基于IEA的《2050年净零：全球能源部门路线图》的分析，并继续了IEA为G7编写的关于路线图部门细节的系列报告。包括在G7成员中实现净零电部门，在G7成员中实现净零重工业部门以及净零钢行业的排放测量和数据收集报告。 本报告评估了不同制氢路线的温室气体排放强度，并审查了在制定法规和认证计划时使用制氢排放强度的方法。国际商定的排放核算框架是一种摆脱使用基于颜色或其他术语的术语的方法，这些术语已被证明对支持投资的合同不切实际。采用这样一个框架可以带来急需的透明度，并促进互操作性和限制市场分散，从而成为国际氢供应链发展投资的有用推动者。 Acknowledgements 基于其排放强度的氢定义是由国际能源署（IEA）可持续发展，技术和展望局（STO）的能源技术政策（ETP）司制定的。该项目由能源技术政策部门负责人Timr G ü l设计和指导。氢和替代燃料部门负责人Uwe Remme和Jose Migel Bermdez Meedez协调了报告的分析和制作。 IEA的主要作者和撰稿人是西蒙·贝内特，斯塔夫鲁拉·埃文根罗奔洛，玛蒂尔德·法哈迪，卡尔·格林菲尔德，弗朗切斯科·帕万和阿玛利亚·皮萨罗·阿隆索。该机构的几位同事提供了分析意见，包括Tom á sdeOliveira Bredariol和J é r ó meHilaire。来自国际氢和燃料电池经济伙伴关系（IPHE）的Laret Atoi也是该报告的撰稿人和作者。 以下IEA同事发表了有价值的评论：吉辅·萨德莫里，劳拉·科齐，丹·唐纳，保罗·弗兰克尔，蒂姆·古尔德，伊尔卡·汉努拉，克里斯托弗·麦格拉德，彼得·利维和蒂芙尼·瓦斯。 Lizzie Sayer编辑了手稿。整个过程中的基本支持由Caroline Abettan，Reka Koczka和Per- Anders Widell提供。还要感谢通信和数字办公室的Poeli Bojorquez，Curtis Brainard，Astrid Dumond，Isabelle Nonain - Semelin。 没有日本经济产业省提供的财政支持，这项工作是不可能实现的。 该报告受益于“在G7国家实现低排放氢和氨的净零规模”高级别专家研讨会（2023年2月21日 举 行）以 及 与Joche Bard和Dayaa Graford Riz（弗 劳 恩 霍 夫- EergiewirtschaftEergiesystemtechi研究所，德国）；Herib Blaco；Timo Bollerhey和Marti Erdma（Hitco）；Matthias Detsch和Maricio Belade（Agora Eergiewede）；Johaa Friese（德国 国 际Zsammearbeit）；C é lie Le Goazigo（世 界 可 持 续 发 展 委 员 会）；Tim éNotiTchovelev（国际标准化组织氢理事会）；和Kirste Westphal（德国能源和水工业协会）。 同行评审员提供了必要的反馈，以提高报告的质量。它们包括：Olmoye Ajao和Crtis Jee（加拿大国家资源）；Saood Mohamed Aloori（阿拉伯联合酋长国气候变化特使办公室）；Chelsea Baldio（国际清洁运输理事会）；Rta Baltase（能源总局，欧盟委员会）；Johe Bard（弗劳恩霍夫-日本综合经济研究所）；Jae Oxford Kigdom Kigdom KigdomKigdom Jstom Jstomy的Jel of Eergy ad Istitte, F ü rEd of Eergy (Masergieva) (德国) OxfordKigdom Ad - Sophor);ñez（瑞士苏黎世联邦理工学院）；Alloysis Joo Prwato（印度尼西亚东盟和东亚经济研究所）；Stefao Raimodi，Marcello Capra和Roberto Ciaella（环境与能源安全部，意大利）；Sita Satyapal，Marc Melaia和Neha Rstagi（美国能源部）；Petra Schwager和Ja Pablo Davila（联合国工业发展组织）；Matthijs Soede（欧洲委员会研究与创新总局）；Ja Stelter（NOW GmbH）；Koichi Uchida（美国国务院）；德国经济和德国经济事务部 参与本研究的个人和组织不对其中的任何意见或判断负责。研究中表达的观点不一定是IEA成员国或任何特定资助者或合作者的观点。所有错误和遗漏完全由IEA负责。 目录 执行摘要7 净零能量系统中的氢及其衍生物13 氢今天14氢，氨和氢基燃料在向净零过渡中的作用15氢、氨和氢基燃料的贸易20氢供应成本22加快部署以实现雄心28明确氢气定义以解决部署障碍30促进部署的国际合作31 根据氢的排放强度定义氢33 导言34氢的法规和认证系统的要素36制氢路线38的排放强度IEA情景中氢气生产的排放强度和成本52 迈向定义氢的国际排放核算框架59 对国际会计框架的考虑60实施途径70有效执行的实际考虑76G7的注意事项83 附件86 缩写和首字母缩略词86度量单位87 执行摘要 清楚了解与氢气生产相关的排放可以帮助实现投资并促进扩大规模 大多数生产低排放氢气的大型项目都面临着重要的瓶颈。到目前为止，只有4％的项目正在建设中或已做出最终投资决定。未来需求的不确定性，缺乏可用于向最终用户提供氢气的基础设施以及监管框架和认证计划缺乏明确性，这阻碍了项目开发商对投资做出坚定的决定。 氢气生产排放强度的透明度可以带来急需的清晰度并促进投资。使用颜色来指代不同的生产路线，或者“可持续”、“低碳”或“清洁”氢气等术语，掩盖了许多不同水平的潜在排放。事实证明，这一术语作为合同决策的基础是不切实际的，从而阻止了潜在的投资者。通过同意在关于氢的国家法规的定义中使用氢生产的排放强度，政府可以促进市场和监管的互操作性。本报告旨在通过评估各个制氢路线的排放强度来帮助政府这样做，以便政府决定哪个水平与自己的情况保持一致。 氢、氨和氢基燃料的生产和使用需要扩大规模 七国集团是加速扩大低排放氢、氨和氢基燃料生产和使用的基石。七国集团成员-加拿大，法国，德国，意大利，日本，英国，美国和欧盟-约占当今全球氢气生产和需求的四分之一。同时，G7成员在脱碳氢生产和技术发展方面处于领先地位，用于最终用途部门的新氢应用。七国集团可以利用其技术领先优势和经济实力，使低排放氢的生产和使用得到更大的增加。然而，七国集团成员不能独自承担这一挑战。国际氢市场的发展将需要包括新兴经济体在内的广泛其他利益相关者的参与。 氢、氨和氢基燃料在清洁能源转型中发挥着重要作用。2021年全球氢需求达到9400万吨，主要集中在炼油和工业中用作原料。为了满足政府的气候雄心，需要逐步改变对低排放氢的需求，特别是在重工业和长途运输等难以减少排放的行业的新应用中。与此同时，氢气生产需要脱碳；如今，低排放氢气占全球产量的不到1%。 国际供应链的发展有助于满足需求量大、生产低排放氢气潜力有限的国家和地区的需求。区域成本差异和生产低排放氢、氨和氢基燃料潜力较小的区域的需求不断增长，可以支撑国际氢市场的发展，以交易这些燃料，尽管转化和运输会产生额外成本。全球能源危机进一步增强了人们对低排放氢的兴趣，以减少对化石燃料的依赖并增强能源安全，成为全球氢贸易的新动力。 基于排放强度的氢定义可以构成稳健监管的基础 氢生产的排放强度根据生产路线而变化很大。Today, hydrogen production is dominated byunderated possible fuels; emissions need to decrease significants to meet climate雄心. Thefuel and technology used, the rate at which CO2capture and storage is applied, and the levelofupstream and midstream emissions all strongly influence the emissions intensity ofhydrogen production. For example, production based on underated filefues can result inemissions of up to 27 kg CO2- eq / kg H2，取决于上游和中游排放的水平。相反，用CO从生物质生产氢气2capture and storage can result in negative emissions, as a result of removingthe capured biogenic carbon from the natural carbon cycle. The average emission intensity ofglobal hydrogen production in 2021 was in the range of 12 - 13 kg CO2- eq / kg H2。在IEA到2050年的净零情景中，该车队的平均排放强度达到6 - 7千克CO2- eq / kg H2到2030年，CO降至1公斤以下2- eq / kg H2到2050年。 电解产生的氢气的排放强度取决于所用电力的排放。使用氢和燃料国际伙伴关系开发的方法 经济中的细胞（IPHE）1，可再生电力2代没有相关排放，导致0 kg CO2- eq / kg H2。在电网电力的情况下，排放强度在峰值负荷和基本负荷小时数之间变化很大，这取决于使用哪种技术来满足对电解槽的额外需求。因此，为了减少排放，重要的是确保电网连接的电解槽不会导致化石发电的增加。 碳捕获和储存技术可以减少化石制氢的直接排放，但需要采取措施减轻上游和中游排放。来自未减少的天然气的氢气产生导致10 - 14 kg CO范围内的排放强度2- eq / kg H2，上游和中游排放甲烷和CO2在天然气生产中负责1 - 5千克CO2- eq / kg H2。通过捕获CO来改造现有资产2从与原料相关的天然气使用（捕获率约60％）可以将排放强度降低到5 - 8 kg CO2- eq /kg H2。使用先进技术可以实现更高的捕获率（90％以上），将排放强度降低至0.8 - 6 kgCO2- eq / kg H2，尽管目前还没有使用这些技术的工厂在运行。在高捕获率下，制氢的排放强度主要是上游和中游排放，占0.7 - 5千克CO2- eq / kg H2，强调了减少天然气运营中甲烷排放的重要性。 各国政府应