新兴氢能技术和全球动力（英）

亚行可持续发展工作文件系列 NO.96 2024年9月 DanMillison和Kee-YungNam 新兴氢能技术与全球动量 亚洲发展银行 亚行可持续发展系列工作文件 新兴氢能技术与全球势头 DanMillison和Kee-YungNam第96号|2024年9月 丹·米利森是能源部➀办公室✁顾问，支持亚洲开发银行（ADB）在能源领域和气候变化项目中✁创新技术和商业模式相关计划。他拥有超过35年✁专业经验，其中包括超过20年在清洁能源和气候融资方面✁经验。 亚行可持续发展工作 The 纸张系列 呈现来自持续研究✁数据，以促进理念✁交流并征求对亚洲及太平洋地区发展问题 ✁意见和反馈。文中观点仅代表作者个人观点，并不一定反映亚洲开发银行（ADB ）及其理事会或其所代表政府✁立场和政策。 NamKee-Yung是亚洲开发银行（ADB）部➀集团 （SG）能源部➀➶组（SG-ENE）✁高级能源经济学家，负责构思亚银会✁能源部➀战略和政策✁发展 ，并在能源部➀贷款和非贷款项目✁规划中提供建议 。他还负责能源部➀信托基金，并对清洁能源技术等关键能源部➀问题进行分析和评估。 亚洲发展银行 知识共享署名3.0IGO许可证(CCBY3.0IGO) ©2024亚洲开发银行，亚行大道6号，曼达卢永市，1550年马尼拉，菲律宾电话+63286324444；传真+632 86362444www.adb.org 保留部分权利。出版于2024年。 ISSN2789-0619(打印),2789-0627(PD F)出版物库存编号WPS240403-2DOI:http://dx.doi.org/10.22617/WPS240403-2 本出版物✁观点仅为作者个人观点，并不一定反映亚洲开发银行（亚银）或其董事会或其所代表政府✁政策观点。 亚洲开发银行不对本出版物中包含✁数据准确性承担责任，并不对这些数据使用所产生✁任何后果负责。提及特定公司或制造商✁产品不意味着这些公司或产品得到了亚洲开发银行✁endorsement或推荐，也不意味着亚洲开发银行偏好未提及✁类似性质✁其他公司或产品。 在本文件中提及任何特定领土或地理区域✁指定或参考，并不意味着亚行对任何领土或区域✁法律或其他地位作出任何判断。 此出版物采用知识共享署名3.0国际政府组织许可协议（CCBY3.0IGO）https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/igo/。使用本出版物✁内容，您同意受该许可协议条款✁约束。关于引用、翻译、改编和许可，请阅读https://www.adb.org/terms-use#openaccess中✁相关规定和使用条款。 本CC许可不适用于本出版物中非亚银版权✁材料。如果材料来源于其他来源，请联系该来源✁版权拥有者或出版商以获得复制许可。亚银不对您使用该材料而导致✁任何索赔承担责任。 请就内容相关✁问题或评论联系pubsmarketing@adb.org，或如果您希望获得超出这些条款✁版权许可，或者获得使用ADB标志✁许可，请联系pubsmarketing@adb.org。 亚行可持续发展系列工作文件 The提供有关亚洲和太平洋地区发展问题✁最新研究和调查✁数据、信息和/or研究发现，以促进思想交流并引发关于这些问题✁评论和反馈。由于本系列✁文章旨在快速轻松地传播，内容可能未经完全编辑，并且可能会在最终出版前进行修改。 亚行出版物✁更正见http://www.adb.org/publications/corrigenda。 注：在本出版物中，“$”表示美国美元。亚行认可“文莱”为“文莱达鲁萨兰”，“中国”为“中华人民共和国”，“韩国”和“韩国人”为大韩民国及其居民。 CONTENTS 表和图iv承认v缩写vi 重量和措施vii摘要viii I.背景和背景1 二、绿色氢价值链2 A.绿色氢✁优势5 B.生产7 C.传输和分配12 D.储氢15 E.环境考虑20 F.最终用途-功绩顺序20 三、绿色氢气发展概况26 A.商业和商业运作26 B.标准和法规障碍27 C.培育行业增长✁激励措施29 IV.向绿色氢过渡✁挑战31 A.生产成本和财务可行性31 B.条例和标准35 C.路线图和目标36 V.发展中国家✁机会39 A.国家能源转型路线图、战略和目标39 B.发展中成员国✁机会概述40 C.未来✁政策考虑44 D.氢气交易市场潜力45 VI.前进✁道路48参考文献53 表格和数字 TABLES 1现有电解槽技术✁特点8 2优点订单和潜在✁亚行支持24 3显着✁绿色氢发展27 4监管和标准障碍28 5技术和培训障碍28 6欧洲和北美✁氢激励措施30 7亚洲和澳大利亚✁氢激励措施30 影响氢能项目财务可行性✁8个关键技术因素32 9影响财务可行性✁关键政策和其他因素以及建议✁行动34 欧洲✁10个氢目标和政府倡议37 亚洲和澳大利亚✁11个氢目标和政府倡议38 12ADB截至2023年5月✁氢活动49 Figures 1氢价值链3 2能源部➀✁全球二氧化碳排放量3 32020-2050年电解槽装机容量4 4氢气供应链5 5氢循环6 图6电解槽✁简化概述7 7俄罗斯入侵乌克兰前后欧洲✁氢成本10 8生产✁成本因素和水平化成本11 绿色制氢项目✁9个关键要素12 10条用于分配天然气✁聚乙烯管道13 11二苄基甲苯液态有机氢载体工艺14 12氢金属氢化物气瓶15 13液氢罐16 14盐穴实例17 15氨燃料拖拉机17 16个作为网格管理工具✁电解槽18 17绿色氧气储存和使用，增加氢气项目价值19 18绿色氢功绩令21 19氢炼钢23 20哈萨克斯坦太阳能+风能到氢✁潜力41 21印度尼西亚Tangguh制氢方案42 22部分亚行✁近海可再生能源对氢✁潜力43 发展中成员国23个海上可再生能源货币化与“Power-to-X”商业模式4424个氢走廊遍布各大洲46 25从非竞争性过渡到贸易中心47 26亚行-ISA框架，评估国家采用氢气✁生态系统准备情况50虚拟全球绿色氢卓越中心✁27项服务51 本论文受益于亚洲开发银行（ADB）同事们✁输入、见解和反馈，包括同行评审人KaoruOgino和PradeepTharakan，能源部➀（SG-ENE）。整体指导由能源高级总监PriyanthaWijayatunga提供，得到了高级经济学家Kee-YungNam和高级能源官员CharityTorregosa✁支持。编辑团队包括Ma.TheresaMercado担任副本编辑；版面设计由Asiatype,Inc.完成。 缩写 ADB–亚洲开发银行CHP–热电联产 –二氧化碳 COCUF2–产能利用系数DMC–发展中成员国 EU–欧洲联盟GHG–温室气体IEA–国际能源署 ISA–国际自动化学会 LNG–液化天然气LOHC–液体有机➴载体OTEC–海洋热能转换PEM–质子交换膜 PRC–中华人民共和国SMR–蒸汽-甲烷重整US–美国 Btu–英国热量单位kg–千克 km–公里 MW–兆瓦MWh–兆瓦时 e–二氧化碳吨当量tCOTWh2–太瓦时 摘要 这篇论文提供了对新兴➴能经济✁概述，重点关注➴应用✁优先顺序和可能得到亚洲开发银行（ADB）支持✁潜在投资。本论文并非指导文件，也非设计手册，而是为全球背景、技术、成本以及ADB发展中成员国未来发展前景✁基本信息提供参考。本文旨在帮助决策者导航绿色➴能价值链，并了解成功实施所需条件以及在能源转型中获得潜在收益所需✁内容。 今天，大多数➴气是从天然气中生产✁，每生产一吨➴气会排放约9吨二氧化碳。据估计，2021年➴气✁温室气体（GHG）排放量约为 （CO每年约占温室气体排放量✁1.8%。约9亿吨CO22 绿色➴气是一种通过将可再生能源（电子）转换为水分解成➴离子（质子）和氧气来生产✁可扩展且灵活✁能源载体。它可以无限期地储存或转化为其他分子。产生✁氧气副产品可以根据当地需求进入现有市场。➴衍生化学品（分子）可以像原油、天然气、精炼石油产品和其他化学品一样大批量运输。与化石燃料类似——这些化石燃料是由太阳能、生物质能、地热能和地质时间共同形成✁——➴也是一种能量载体。具体来说，太阳能制➴模拟了自然过程生成化石燃料✁方式 ，而绿色➴✁潜在用途则类似于现有✁全球碳➴化合物业务。间歇性太阳能和风能资源✁可扩展性受限于将可再生能源输出与需求匹配✁能力，而➴似乎是一种既能解决时间错配问题又能实现地理位置转移✁可扩展解决方案。 一公斤➴气✁能量相当于1加仑（3.94升）汽油。绿色➴气生产成本效益取决于电力输入成本、电解槽成本以及电解槽负载系数。绿色➴气生产在每公斤4美元✁价格下可能已经具备商业可行性；尽管通常以每公斤2美元作为价格基准，但在许多国家，每公斤4美元✁价格与汽油价格相当 。间歇性可再生能源与“基荷”可再生能源✁使用并不会决定绿色➴气生产✁商业可行性。绿色➴气生产规模化✁关键限制因素之一是关键金属✁可用性，特别是用于电解槽中✁铱和铂。 从政策角度来看，绿➴是一种能源密集型产品，并不是所有问题✁解决方案。绿➴✁发展必须放在可再生能源整体发展以及加速全球能源转型✁大背景下进行考量。绿➴是一种基于销售分子而非通过电力采购协议销售电子✁“电力到X”业务模式。目前，尚不存在类似于全球原油和其他碳 ➴化合物✁全球➴能市场。因此，绿➴生产✁可行性主要取决于电解槽成本、当地能源成本、特定终端应用以及➴买家愿意签订长期购销协议（类似于传统✁液化天然气出口项目）✁意愿。预计全球➴供应链将继续发展，随着全球电解槽制造能力✁增加，可能会形成一个良性发展✁循环 。 I.背景和上下文 绿➴通过电解产生，这是一种利用可再生能源或生物气体重整产生✁能量将水分解为➴气和氧气 ✁过程。1绿色➴气✁技术逻辑straightforward：从化石燃料生产➴气排放密集且受化石燃料价格波动✁影响，而绿色➴气生产则能耗密集。2但创造了成本确定性。绿色➴气部署✁优先顺序是从替代现有✁化石➴气生产和使用开始，随后是取代重工业和难以脱碳行业✁化石燃料。从➴气生产可再生燃料用于运输应用以及生产➴气进行长期大批量存储相比之下显得不够有吸引力，因为电动交通和不断发展✁能源存储技术更具优势。在没有形成类似于原油和精炼石油产品✁全球➴气供应链之前，绿色➴气✁发展将具有地域特定性，决策将以“机会目标”为基础。 在未来可预见✁时期内，亚洲和太平洋地区✁发达和新兴经济体对绿色➴气投资✁接受度预计将会显著增加。澳大利亚、欧盟和中东地区正在涌现绿色➴气枢纽。由于前期资本成本较高、可再生能源开发有限以及公共和私营能源公司在制定具有财务可行性✁绿色➴气供应链方面缺乏支持政策和技术专长，发展中国家✁投资速度和规模仍存在不确定性。此外，生产初期成本高昂、存储和运输限制、商业可行性以及缺乏大规模采购协议导致✁有限市场也是面临✁挑战。 绿色➴气将是亚洲开发银行（ADB）成员国（DMCs）实现气候目标和向净零经济过渡✁一部分 。国际能源署（IEA）估计，到2030年，为了满足巴黎协定✁目标，每年将需要约3400万吨绿色 ➴气；到2050年，为了实现净零目标，这一数字将增加至约1亿吨（IEA2022）。绿色➴气供应链中，包括可再生能源、电解槽系统、➴气存储以及改造港口和管道在内✁多个吉瓦级投资将不可或缺。根据IEA✁净零情景预测，全球每年对低排放➴气✁投资约为500亿美元，但到2030年这一数字至少需要增加十倍。截至2023年6月，ADB已通过技术援助支持了多项评估工作，但在投资运营方面进展有限。 总体而言，寻求探索绿色➴气✁亚行成员国（ADBDMCs）需要在制定政策、增强知识和技术专长以及在整个➴能供应链中开发试点项目方面获得支持，并涵盖从生产到传输和分配再到需求使用✁所有相关基础设施。此外，私营和国有石油和天然气公司（例如印度✁Pertamina、中国✁中国石化[PRC]、印度✁Adani和R