低碳氢能扩容的区域洞察

低碳氢能扩容的区域洞察 与普华永道及美国电力研究院联合推出 关于世界能源理事会 近一个世纪以来，世界能源理事会一直处于全球、区域和国家能源辩论的中心，发展新思维并推动世界各地的有效行动来实现人人享有可持续能源的福祉。 理事会由来自政府、私营和国有企业、学术界以及全新及更广泛的利益相关者的近90个国家的3000多个会员机构组成，是世界上第一个也是唯一一个真正意义上的全球能源网络。 理事会作为全球能源转型的平台，在整个能源领域积极开展工作，将睿智的领导力聚集在一起来促进世界能源政策对话，创造影响力并推动实际行动。 理事会不为倡导任何国家、公司、技术或能源类型。世界能源理事会彻底致力于保持中立及有影响力。 如需了解更多信息，请访问www.worldenergy.org 2022年4月 版权所有 © 2022年世界能源理事会。保留所有权利。本出版物的全部或部分内容只要在每份副本或传输中包括以下引文：”经世界能源理事会许可使用”的前提下可以使用或复制。 世界能源理事会在英格兰和威尔士注册编号4184478增值税注册编号：GB 123 3802 48 注册地址62-64 Cornhill伦敦 EC3V 3NH英国 这些关于氢能的《世界能源洞察》是世界能源理事会与美国电力研究院（EPRI）和普华永道（PWC）合作推出的关注创新系列出版物的一部分。 关于世界能源洞察 EPRI和天然气技术研究所（GTI）创建了低碳资源倡议（LCRI），以应对在整个能源经济中实现深度碳减排的挑战。LCRI专注于替代能源载体和低碳燃料的价值链，如氢气、氨气、生物燃料（包括可再生天然气）和合成燃料，以及研究、开发和示范，以使其在整个能源经济中的生产、储存、交付和使用。这些能源载体/燃料是在本世纪中叶实现经济范围内去碳化的可负担路径。这个为期五年的全球合作项目将确定并加速有潜力技术的发展；示范和评估关键技术和工艺的性能，确定可能的改进途径；并向主要利益相关者和公众介绍技术选择和通往低碳未来的潜在途径。 WORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION WITH EPRI AND P WC普华永道有一个由全球155个国家的284，000员工组成的庞大网络，致力于提供高质量的鉴证、咨询和税务服务，其中包括20,000多名从事能源、公用事业和资源领域的专业人士。普华永道通过其全球战略“新方程”，对塑造当今世界的挑战作出回应，重点是建立信任和提供持续的成果，为组织、其利益相关者和更广泛的社会创造价值。气候变化是世界上最紧迫的问题之一，普华永道承诺到2030年实现温室气体净排放，并与各组织合作，加速其自身气候转型。普华永道和世界能源理事会有一个共同的目标，即通过与政策制定者和领先的行业参与者接触，促进能源转型和可持续性。我们的共同观点是，能源转型和可持续发展是通过强有力的政策框架和强大的、有竞争力的能源产业的互动来实现的。了解更多关于普华永道 在一个快节奏的颠覆性变化的时代，这些见解旨在促进理事会成员与其他能源利益相关者和政策制定者之间的战略知识共享，并促进关于氢能在能源转型中作用的全球对话。这些见解建立在理事会早期工作的基础上，特别是2021年7月和9月发布的“地平线上的氢能”系列，并涉及与来自67个国家的180多名高级别专家进行区域性深入对话，代表全球82%的一次能源供应总量 - TPES（2019年数据，美国EIA）和89%的全球GDP（2020年数据，世行）。 本出版物中提供的分析和预测以及任何相关的参考资料并不反映发生在乌克兰的军事冲突。尽管我们承认乌克兰的局势和由此造成的能源市场的混乱将大大影响低碳氢能的未来，本出版物是基于2022年2月事件之前的分析。 执行摘要 核心观点: 低碳氢能到2040年可以在全球范围内发挥重要作用，以支持各国实现《巴黎协定》的目标，同时促进其能源组合的多样性和安全性。这将需要大量的氢气和氢基燃料的全球贸易流动。这一势头在全球范围内持续增长，但各地区之间基于不同的市场活动和机会存在差异。从“是否“到“如何“发展低碳氢能凸显了重大的不确定性，如果氢气要充分发挥其潜力，需要解决这些问题。各种供应链方案中的挑战能否被克服？氢气能否在短期内发挥应对气候变化的作用？能否出现银行可担保的项目，并弥合工程师和金融家之间的差距？能否保证主要低碳氢气生产源的供应稳定性？要实现低碳氢气的规模化，尤其需要全世界的利益相关者之间加强协调与合作，以更好地调动公共和私人资金，并将重点转向最终用户：从生产成本转向最终使用价格，制定具有可持续性要求的原产地保证计划，开发低碳氢气项目的全球监测和报告工具，并在考虑经济机会的同时更好地兼顾社会影响。 到2040年，低碳氢能 ，可以在世界各地的能源系统和能源转型中发挥重要作用。在能源转型的背景下，它有助于支持各国努力实现《巴黎协定》的目标，同时促进其能源组合的多样性和安全性。 WORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION WITH EPRI AND P WCWORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION WITH EPRI AND PWC世界能源理事会与EPRI和普华永道合作，旨在提供全新和关键的见解，以促进理事会成员与其他能源利益相关者和政策制定者之间的战略知识共享，并促进关于氢能在能源系统和能源转型中潜在作用的全球对话。在2021年7月和9月发布“地平线上的氢气“系列之后，世界能源理事会、美国电力研究院和普华永道开展了一系列区域性的深度调查，以更好地了解低碳氢气发展的区域差异。这些区域深挖有助于揭示区域的丰富性、低碳氢气吸收的不同动态以及独特的挑战和机遇。这些“区域路径“也为未来几年全球扩大低碳氢气的规模以及它在实现可持续发展目标方面的潜在作用提供了新的见解。WORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION WITH EPRI AND PWC 这些最新结果在于氢能世界能源洞察中得以呈现。 关于乌克兰军事冲突的说明 本出版物中提供的分析和预测以及任何相关的参考资料并不反映发生在乌克兰的军事冲突。尽管我们承认乌克兰的局势和由此导致的能源市场的混乱将极大地影响低碳氢气的未来，本出版物是基于2022年2月事件之前的分析。” 到2040年有可能发挥重要作用 在目前正在进行的早期技术部署的基础上，到2040年，对低碳氢能的需求可能会超过目前对灰氢的需求。除了取代现有的灰氢，低碳氢能还为全球脱碳的新终端应用提供了机会：从试点项目到在中型和重型陆地运输、石油化工、钢铁、铁路、海运和航空等部门的规模部署。在世界的一些地方，纯氢或与天然气混合的低碳氢也可以作为发电、工业加工和建筑供暖的燃料而发挥用武之地。 低碳氢气能发挥多大潜力，在很大程度上取决于其关键生产技术的发展。低碳氢气的使用可以来自电解（使用可再生或核能发电）或来自化石燃料与碳捕 集，利用及封存（CCUS）。相对的经济性将主要取决于当地可用的资源，或在当地供应不能满足当地需求时，取决于最低成本的进口选择。最具成本效益的低碳氢气技术和运输方法在每个地区会不尽相同，并可能随着时间的推移而改变，因为相对于化石燃料的低碳氢气成本，来自可再生电力的低碳氢气的成本预计将下降。(图一和图二) 运输氢气的高成本意味着大多数氢气将在其生产地的国家或地区消费。全球两个最大的能源市场:中国和美国，可能在氢气方面或多或少地自给自足。然而，如果在不久的将来出现足够的区域和全球合作，到2030年有可能出现大量的氢和氢基燃料/化学品的全球贸易流动（图三）。 图二.到2050年使用CCUS的天然气生产低碳氢气的预计成本 贸易地图强调了两个主要进口中心的潜力，一个以北欧为中心，另一个以日本和韩国为中心。主要出口地区分为基于丰富的廉价化石燃料和CCUS机会的地区（澳大利亚、加拿大、中东和俄罗斯），以及基于丰富的可再生资源的地区（非洲、拉丁美洲和中东）。 方法论： 及交易商品的分类（具有 CCUS 的低碳氢、可再生氢、未定义等）。 主要出口和进口中心已经得到确认，路线基于选定的计划或已宣布的国际氢能贸易项目或设想未来贸易前景的双边伙伴关系，这些都是在世界能源理事会自己的资源，IEA - 2021年全球氢评论 , IRENA - 能源转型的地缘政治：2022 年氢因素，以及理事会自己对公开贸易项目和官方合作协议和谅解备忘录的评估的基础上确定的。 为简化起见，与欧盟旗相连的贸 这个潜在低碳氢能进出口2040年动态地图是基于多种外部资料来源及内部修改。一共有5个国家组别： 强烈出口导向, 轻微出口导向，中性（自给自足），轻微进口导向，强烈进口导向。.每个国家的评估都是基于能源专家对各自国家到 2040 年在全球氢能贸易中定位的预估。这是基于国家氢能战略、已经宣布的项目和市场趋势，共同使之成为可能 估计未来的贸易路线。世界能源理事会和普华永道全球各地区的专家社区中挑选出能 源专家， 汇总并综合了其中 80 多位的调查问卷，并为每个国家的状况打分. 进口/出口线图中的最终位置由专家根据每个国家最少数量问卷给出平均分，以确保得分的稳健性，还要到考虑每个国家问卷回复的标准偏差反映不确定性因素水平（如果单个国家的反应差异很大）。 理事会研究团队会对标准偏差得分高的国家进行评估，并据此分配了一个最终得分和状态。 此外，该地图还标明了主要的出口和进口中心，相关的贸易路线，以 易路线象征着与一个或多个欧盟国家的贸易。 对于任何低碳氢燃料/衍生物贸易活动范围之外的双边伙伴关系，请参见图 13。最后，该地图还显示了大多数活跃的低碳氢能投资/活动中心。详细信息列于附件 2：低碳氢能谷列表。 低碳氢能的势头越来越强 人们对低碳氢气的兴趣继续迅速增长，目前已有22个国家公布并制定了国家战略（包括2021年1月以来的11个国家），迄今为止，已经宣布了400多个低碳氢气项目。(IEA, 2021)，投资者和金融机构的兴趣也越来越大。低碳氢气生产技术的成本在全球范围内不断降低，在目前天然气价格较高的地方，用可再生能源生产的低碳氢气与用化石燃料生产的氢气达到平价。 目前乌克兰的军事冲突使供应安全重新成为政治议程中的首要问题。使用可再生资源或核电的低碳氢气可以在能源计划中占据越来越重要的位置，以支持供给和供应商的多样化。在短期内，这可以转化为更多的可再生能源和核电项目，增加对替代燃料和能源载体的研发支持，以及为未来潜在的低碳氢气贸易在各国之间发展更多的双边伙伴关系。至于用CCUS从天然气中提取的氢气，由于目前天然气供应的稳定和价格波动，在短期内的其作用正在出现不确定性。 虽然低碳氢气的势头在全球范围内不断增长，但每个地区在部署低碳氢气方面都采取了不同的路径来适应每个地区、国家和城市的具体情况。由于市场机会和利益相关者优先行动的不同，各地区在低碳氢气的吸收方面将存在差异。氢能的多功能性使其与许多国家相关，但应用和供应链的发展应适合每个具体环境。随着区域的相似性和潜在的协同作用的出现，氢能发展方面会出现越来越多的地区合作。(下图) 解决不确定因素 从“是否“到“如何“开发低碳氢气凸显了重大的不确定性，如果氢气要充分发挥其潜力，就需要解决这些问题。 各种供应链方案中的挑战能被克服吗？低碳氢气供应链是由各种生产来源、运输和储存技术以及潜在的最终用途组成。此外，所有与氢有关的技术和应用都会随着时间的推移而发展，每个国家都有越来越多的选择和潜在路径，这取决于他们各自的情况。在刚刚起步的全球低碳氢气市场中，选择的多样性和高度发展的技术远景给决策者带来了额外的困难，即在价值链上投资哪些解决方案。此外，制定国家全面氢能战略可以提高项目开发商的长期知名度，并促进供应链上跨国合作的出现。 WORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION WITH EPRI AND P WCWORLD ENERGY COUNCIL IN COLLABORATION