塑造可持续的国际氢价值链（英）

塑造可持续的国际氢价值链 ©IRENA2024 除非另有说明，本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、复制、打印和/或存储，但须适当承认IRENA作为来源和版权持有者 。本出版物中归因于第三方的材料可能受其他使用条款和限制约束，在使用此类材料之前可能需要从这些第三方获得适当许可。 ISBN:978-92-9260-616-9 引文:IRENA(2024),塑造可持续发展的国际氢价值链国际可再生能源署，阿布扎比。 可供下载：www.irena.org/publications 有关更多信息或提供反馈，请通过info@irena.org联系IRENA。 关于IRENA 国际可再生能源署（IRENA）是一个政府间组织，旨在支持各国向可持续能源未来转型，并作为国际合作的主要平台、卓越中心以及可再生能源政策、技术、资源和金融知识的存储库。IRENA推动所有形式可再生能源（包括生物能源、地热能、水能、海洋能、太阳能和风能）的广泛采用和可持续使用，在追求可持续发展、能源接入、能源安全和清洁经济增长与繁荣方面发挥着重要作用。 www.irena.org Acknowledgements 本报告由Ann-KathrinLipponer、EmanueleBianco和ArnovandenBos撰写，并在FranciscoBoshell、UteCollier和RolandRoesch（IRENA创新和技术中心主任）的指导下完成。 IRENA同事ArnovandenBos、LuisJaneiro、JamesWalker、GondiaSokhnaSeck、MichaelRenner、AsamiMiketa、RaulMiranda、DanialSaleem、KenjiKato和AbdullahFahad也提供了宝贵的意见。 本报告受益于MaximilianKuhn（HydrogenEurope）、MagnoliaTovar（CleanAirTaskForce）、FrankMischler（GIZ）、HeribBlanco（麦肯锡公司）、DolfGielen（世界银行）、OghosaErhahon（RIFS）、GregDolan（甲醇研究所）、SmeetaFokeer（联合国工业发展组织）、PauloPartidario（DGEG）、DegerSaygin和JosephCordonnier（经合组织）、MarkusAlbuscheit、RalfOtt、DominikBruckner和MarynaHritsyshyna（Hydrogenious）以及CollaborativeFrameworkonGreenHydrogenColombia（IRENA联络点MariaCarolinaNocua）的专家意见和评论。 出版和编辑支持由弗朗西斯·菲尔德和斯蒂芬妮·克拉克提供，设计由PhoenixDesignAid完成。报告由jongorvett编辑。 IRENA感谢日本政府对编写本报告的支持。 免责声明 本出版物及其内容“按现状”提供。国际可再生能源署已采取合理措施验证本出版物中材料的可靠性。然而，国际可再生能源署及其任何官员、代理、数据或其他第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示的担保，并不对因使用本出版物或其中的内容而产生的任何后果承担任何责任或义务。 此处包含的信息并不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品，并不意味着这些公司、项目或产品得到了IRENA的推崇或推荐，而不提及类似性质的其他公司、项目或产品。本文件中使用的任何设计ations和呈现方式，并不意味着对IRENA关于任何地区、国家、领土、城市或区域及其当局的法律地位，或关于边界的划分表达任何意见。 封面照片：©kittiratroekburi/Shutterstock.com，©Audioundwerbung/Shutterstock.com和©A3pfamily/Shutterstock..com CONTENTS 5行政摘要6建议8 1.引言12 1.1发展可持续的国际氢价值链。 2.氢的生产和需求：现在和将来……………………………………………………………………………… 2.1当前和未来全球➴气需求及其对贸易✁影响.16 2.2全球可再生➴气生产潜力.19 3.可再生氢生产的环境方面23 3.1➴气生产过程中✁排放强度因素.23 3.2电解制➴✁电力供应选项.27 3.3鼓励方案和法规对➴市场发展✁影响.31 3.4水资源供应.35 4.可再生能源运输和贸易的允许者： 氢载波技术更新…………………… 4.1氨。384.2液态氢。404.3LOHC。424.4甲醇。434.5比较氢载体。45. 5.发展中国家可再生能源生产的共同利益。48 5.1能源接入48 5.2工业发展的机遇50 5.3可再生能源氢气sector的就业机会及高技能劳动力的培养52 6.潜在可再生氢供应商的氢战略55 6.1制定选定的战略…………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 7.结论和建议………………………………………………………………………………………………… 7.1可再生能源氢价值链的全面可持续性70 7.2减轻环境风险并最大化机遇71 7.3考虑氢衍生物在构建市场中的作用71 7.4与重点发展中国家合作，促进当地价值创造.72 7.5推动战略合作伙伴关系——全球和区域间✁合作.73 参考文献74 塑造可持续的国际氢价值链 Figures 图1可持续国际氢价值链的选定维度和方面14 图2按能源运营商划分的总最终能耗(TFEC)细分：IRENA的1.5°C情景.16图32020年、2030年和2050年全球清洁氢气供应 图4可再生氢气优先级设置。 图52030年(顶部)和2050年(底部)的全球氢成本(LCOH)。 图6绿色氢及其衍生物：在1.5°C情景下，到2050年的贸易预测。图7氢及其衍生物、氨和甲醇的全球进口 图8基于可再生的氢价值链和CO排放范围。 2 图9不同产➴途径✁排放强度因子概述.26 图10生产氢气的排放强度…………………………………………………………………… 27 图11氢气生产不同电源的温室气体足迹；以及通过PEM电解法当前和未来平均电网电力生产的温室气体足迹。.28 图12电解制氢装置29 图13制氢技术的平均取水量和消耗强度比较35 图14氨航运基础设施，包括2017年液氨运输船和氨港口设施热图。图15选定承运人途径的供应链能源消耗……… 图16不同承运人运输氢的能源成本。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。47 图18氢谅解备忘录，截至2023年10月56 TABLES 表1根据欧盟标准证明所使用的能源是可再生的方法29 表2拟议的美国清洁氢气生产规则。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。表3IRA税收抵免等级。 表4使用LOHC运输1公吨氢气所需的船舶数量。表5氢载体概述。 表6发展中国家就业效应评估 表7比较选定战略的出口导向…………………… 表8比较选定战略中的最终用途优先事项……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………61 表9比较选定战略的政策工具………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………63 BOXES Box1LCA作为排放量核算工具。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 Box2认证的相关性25 Box3EHB.32 Box4健全和可持续的氢价值链的质量基础设施………………………………………………… ……………………………………………34 Box5纳米比亚生产绿色氨 Box6南南在可再生➴开发方面的合作 Box7根据整个价值链中的行业营业额估算就业机会。 Box8新加坡案例…………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………57 Box9阿曼土地拍卖62 Box10岛屿微型网格………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………64 缩写 BECC生物能源与碳捕获和kgCO存储 KPICBAM碳边界调整机制kt (EU) KtpaCCS碳捕集与封存 kWCCUS碳捕获、利用和储存kWhCfD差价合同 LCADA委托行为 LCOHDAC直➓空气捕获LOHCDBT二苄基甲苯METIEHB欧洲➴银行EIB欧洲投资银行 MJEJexajoule 谅解备忘录ESG环境、社会和治理MtEU欧洲联盟 MtpaFCEV燃料电池电动汽车MWFDI外商直➓投资 O&Mg格莱姆 OEMGCC海湾合作委员会PDBTGDP国内生产总值PEM温室气体温室气体PJGJ吉焦耳 PPAGW吉瓦特PVG77组 QIH➴气 2R&D IEA国际能源署 红色IIIPCC政府间气候小组SDG Change SMRIPHE国际经济中的➴和燃料电池伙伴关系TFECIRA降低通货膨✲法TJ IRENA国际可再生能源机构TWhISO国际组织USD标准化 VREkg千克 eqCO当量kg 22 关键绩效指标千吨千吨/年兆瓦兆瓦时生命周期评估➴气水平化成本液态有机➴载体经济、贸易和工业省（日本）吉焦联合国备忘录百万吨百万吨/年兆瓦运营维护原设备制造商1,3-二苯基二甲基乙基➴质子交换膜吉焦电能购买协议太阳能光伏质量基础设施研究与开发可再生能源指令II可持续发展目标蒸汽甲烷重整总最终能源消费吉焦特瓦小时美元可变可再生能源 执行摘要 低碳➴气是实现到2050年达到净零排放目标的关键。然而，生产低成本、低碳➴气的techno-economic巨大潜力在全球范围内并不均匀分布。可能具备生产低碳➴气潜力的地区与未来需求量高的地区并不一致 。这可能导致形成一个新的全球市场，不仅交易低碳➴气，还交易其衍生产品。这可能会重塑全球能源贸易格局，并为包括发展中国家在内的新玩家创造机遇。 截至目前，研究重点主要集中在排放强度和成本上，但新的全球市场可能不仅会引入新玩家，还可能会带来高度复杂的国际价值链。这些价值链，尤其是在涉及发展中国家的情况下，需要一个全面的可持续性方法，涵盖多个维度。本报告提供了对经济、治理和环境方面进行全面分析，并探讨了潜在的社会经济效益以及对发展中国家可能带来的风险。 从经济角度来看，经济上可行的可再生➴及其衍生物的生产依赖于获取廉价可再生能源以及水资源和土地资源。未来市场的发展预计将受到旨在促进全球➴气生产的法规和激励方案的重大影响。这些激励方案，如美国的《通货膨✲减少法案》（IRA）和欧洲➴银行（EHB）实施的拍卖系统，有可能极大地影响➴气生产和消费的地点、技术和特性。它们提供了支持低排放可再生➴气生产的财政激励。许多新的激励方案不仅关注国内生产，还扩展到国外市场的生产。 基于可再生能源的➴气生产通过电力进行，在欧盟、日本和韩国等进口市场满足未来法规要求时面临的不确定性预计最小。它也最有可能受益于激励方案。例如，欧盟的➴气法规要求所有可再生➴气证明其生产过程中使用的电力是额外的，即使这些➴气是在欧盟以外生产的。这意味着需要重点关注潜在出口市场的可再生能源采用及其➴气生产的发展。 从治理和战略制定的角度来