2024年度氢能报告英文版

为未来提供动力 年度氢气报告 pnptc.com/H2Startup Contents 32634 当前的氢景观 OUTLOOK 插头和游戏启动分析 •Fraunhofer的技术深入研究 •专利和投资趋势 •分类分析•资金分解 当前H2景观 pnptc.com/H2Startup 欧洲将自己定位为氢研发的关键枢纽 三大联合倡议 挪威研发利益相关者 （SINTEF、IFE和NTNU) 瑞典氢开发中心(SHDC)促进H2的生产和使用 FRH2汇集了30个实验室300名知名研究人员 积极参与H2部门 领先的私人研发基金会从事能源、环境工作科技、ICT等 吕勒奥大学的CH2ESS领先氢研究通过 与瑞典人合作工业 加速和扩展创新 创业公司、想法和技术H2的面积 国家研究中心致力于覆盖整个H2价值链的技术 IIT在南蒂罗尔和布伦纳走廊沿线推广H2技术 欧盟正在积极推动氢项目网络 •欧洲清洁氢联盟开发了一个全面的项目管道 ，展示了 840个项目整个氢价值链，包括生产,分布，以及在诸如化学品,精炼, 钢,and运输. 每个地区的欧洲氢气项目 •这些项目在第三届氢能论坛上公布，并在2022年的第二个项目集中进行了扩展，将到2025年开始运营，有助于减少欧盟对俄罗 斯天然气的依赖，并有助于实现脱碳目标 。 •管道提供了氢能源倡议的概览，并且促进了集成的欧洲氢能源价值链，通过profiling欧洲各地可行的投资项目来帮助投资者。 来源：欧盟委员会 某些欧洲国家致力于国家氢战略 •作为对俄罗斯袭击乌克兰的反应，欧盟已经它的目标加倍到2030年，清洁氢的使用将达到20MT，其中一半预计将来自进口 。 •在委员会的愿景中，氢气进口将通过三个主要走廊进行：地中海南部走廊、北海走廊 （经英国和挪威）以及乌克兰走廊，目标是实现对俄罗斯化石燃料供应的独立。 •除了欧盟，几个欧洲国家制定了国家氢能战略，以承诺推动和建立清洁氢能源项目。 The英国氢战略计划实现5GW通过投资，到2030年氢气生产能力£2.4亿通过净零氢基金。 The欧盟氢战略旨在建立框架和倡议以促进清洁氢气的推广、采用和投资。主要任务在2022年第一季度完成。 The挪威政府的氢战略旨在利用其可再生能源，如水电，开拓清洁氢项目。 The国家氢路线图 计划投资15亿欧元开创氢气项目 ，并将西班牙的电解能力提高到4 GWby2030. 作为的一部分国家氢战略，80亿欧元weremadeavailabletofund62hydrogenprojects.Theoverall aimofthestrategytargetsanelectraniccapacityof10GW. 葡萄牙的国家氢战略计划创建50-100个加氢站，并旨在实现2-2.5GW到2030年电解能力。 法国的氢战略sets 6.5GW电解能力作为2030年的目标，包括c的资金总额。90亿欧元. 荷兰人政府氢战略专注于削减成本 、推动海上风电，并支持高效创新的氢解决方案的研究。 在欧洲以外，美国和亚太地区国家处于领先地位 •在欧洲以外地区，美国尤为突出，已向能源部承诺投入大量资金，该部门因此受益。95亿美元用于清洁氢气生产。 •此外，美国最近(10月23日)公布了计划接收的七个地区氢气中心$70亿在两党基础设施法资助下，加速国内清洁氢市场。 拜登政府向DOE拨款650亿美元 ，DOE收到 95亿美元forthe清洁氢气战略生产 10MT到2030年清洁氢气。 在氢产业发展规划，中国的目标是部署50000FCV，并在100-200k2 025-2035年可再生氢气吨。 因为它的氢气方案,韩国计划成为FCEV市场的领导者，旨在生产3.9MT到2030年H2，投资c。30亿美元。 •发展也存在于 东亚在中国、日本和韩国推动清洁氢气生产与使用的发展过程中，这些国家制定了国家氢能战略的地区。 日本加强了基本氢战略从2017年开始，旨在生产3MT到2030年清洁氢气并吸引 $107.5B在接下来的15年。 到2050年，加拿大的氢战略加拿大的目标是将加拿大定位为三大清洁氢生产国之一，每年以$1-$3.5/kg的价格实现20吨的产量。 澳大利亚开发了氢气头启动程序(20亿美元)创建旗舰绿色氢气项目 ，可能提供多达1GW电解槽容量 。 在澳大利亚，澳大利亚可再生能源机构(ARENA)20亿美元国家预算，旨在用于电解项目。 氢主要用于传统应用 •2022年，氢气使用量为95MT，比上年增长3%。 按部门和地区分列的氢气使用量 •使用主要源于 传统应用，如工业用途(51MT)和炼油(41MT)。 •中国是氢气使用量最大的地区，几乎占全球使用量的三分之一in2022. •新兴的氢气应用，如运输或生物燃料，目前占比仍然很小。0.1%全球需求。 来源：IEA 可再生氢气生产正在缓慢起飞 ·2022年，氢气产量为c。95MT，与需求水平相似，比上年增长3%。 •生产技术和资源主要由传统化石燃料主导，这些燃料占氢气生产总量的99%。 •低排放氢气 产量很低，只占大约0.7%（<1MT)的生产量。 按来源分列的氢气产量 •Productionthrough水电解尽管与前一年相比增长了35%，但仍处于低位，2022年为100KT。 来源：IEA 随着广泛的部署，电解将成为具有成本竞争力的 •在2021年，俄罗斯入侵乌克兰之前，化石基来源生产的氢气是最便宜的来源，价格范围在…… $1.0-$3.0/kgH2. •使用化石燃料与CCUS，成本是$1.5-$3.6/kgH2在2021年。通过可再生能源电解生产氢气的成本是$3.4-$12/kgH2. •然而，随着电解器的广泛部署和资本成本下降，电解氢的成本可能会降低。到2030年大幅减少. 制氢成本 •在太阳能或风能条件最佳的地区，电解氢的成本可能会下降到 1.6美元/千克H2和2.1美元/千克H2 ， 分别。 来源：IEA 本报告来源于三个皮匠报站(www.sgpjbg.com),由用户Id:349461下载,文档Id:182456,下载日期:2024-11- 水电解能力稳步增长 •从2021年到2022年，全球水电解容量增长了30％，累计总容量为700MW. 电解能力 •此容量相当于每年供应c。90KT可再生氢气占全球绿色氢气容量的10% 。 •大多数电解能力位于中国，其中产生300MW，其次是Europe，其中产生了180MW。 •碱性电解槽主导了氢气的景观，构成了60% 装机容量。 •虽然碱性电解在中国，PEM在Europe. 来源：氢能委员会 新型制氢技术已达到商业成熟 氢技术的成熟度在整个供应链中差异很大，具有低排放生产技术高度发达相比最终用途应用程序. 氢技术准备水平 •碱性andPEM电解槽是商业可用的，正在进行的创新旨在降低设备费用并减少关键材料. •SOEC和AEM电解槽的进展迅速，包括海水电解and高效碱性系统. •Whilehydrogen运输and 存储技术在小规模应用上大多已经成熟，但广泛创建氢气基础设施仍缺乏足够的动 力。 来源：IEA H2相关专利不断增长，特别是在生产技术方面 •自2000年以来，提交的与氢相关的国际专利集团(IPF)的数量在 复合年增长率为5%在过去十年中，电解 的份额翻了一番以上。 •TheEUandJapan是最大的贡献者，分别占2011年至2021年提交的IPF的28%和24%。 •碱性的份额仍然低于PEMorSOEC，反映了更高的成熟度。SOEC在2021年超过了PEM专利，涉及文件IPF，AEM 继续增长。 提交的国际专利家族 •因此，不断增长的IPF数量表明这是一个积极的趋势。然而，这些专利主要集中在生产技术方面，导致了 创新差距用于最终用途的应用程序。 来源：IEA分析基于欧洲专利局的数据 氢是未来经济的多功能能源载体 •可再生能源产生的氢气在脱碳的经济。 氢价值链 •进一步增加对建立氢经济至关重要的可再生能源 •Asan能量载体它可以用于大规模能源存储和移动应用的燃料，并且是难以减排sector（如钢铁）的重要原料。 •与二氧化碳或氮气一起，可以转化为 甲醇or氨.两者已经大规模运输并在化学和化肥生产中用作原料。 来源：FraunhoferISE 存在不同的电解技术，但技术准备情况各不相同 水电解技术制氢 Processesthatwill/can到2030年发挥商业作用 TRL:8-9TRL:5-7TRL:7-9TRL:3-4TRL:5-7TRL:4-6 来源：FraunhoferISE 氢气成本取决于电解资本支出和能源成本 •For经济制氢，氢生产成本必须进一步降低 。水电解作为主流技术，影响着氢生产成本。 •关于年满负荷小时数，其中之一主导了氢生产成本。而在年满负荷小时数低于2000小时的情况下，氢气成本主要由电解装置的资本支出 （CAPEX）决定；而在年满负荷小时数较高时 ，氢气成本主要由能源成本决定。 •电解降低氢气成本的作用： •降低CAPEX•延长技术寿命•提高效率 制氢成本 来源：FraunhoferISE 电解技术的发展趋势 减少资本支出 •通过提高单个电解堆的容量和扩大生产规模，降低了电解堆成本。在此过程中实现了生产自动化。过程起着重要的作用 •减少昂贵的材料(例如，催化剂) •开发标准化模块并配备多个电解堆以降低平衡系统组件（如电力电子设备、泵、压缩机）的成本 提高效率 •提高催化剂活性以降低阴极和阳极的过电位 •使用更薄的膜以减少欧姆损失 •提高操作温度可以提高效率，但可能会影响使用寿命 延长技术寿命 •降低堆栈退化（退化导致效率降低），从而能够在更换前实现更长的操作周期。 电解技术的发展趋势 •The电池堆电解槽是电解系统的关键要素 ，并处于开发和研究的中心。通过改进电解堆栈，既可以实现更高的效率，又可以降低资本✯出（CAPEX）。 •Theefficiencywillbeincreasedbyreducingthe电压一个电解池。 水电解效率比较 更高的效率 •增加the电流密度 导致较低的电解堆CAPEX，因为在相同的电池面积中可以产生更多的氢气。 降低资本✯出 来源：FraunhoferISE 电解技术✁发展趋势-PEMEL •提高效率 •减少膜厚度以降低电池电阻(但这需要先进✁电池设计) •提高操作温度以降低电池电压•提高催化剂活性 弗朗霍夫ISE新型PEM电池设计，结合了框架、密封件、通道、介质输送结构以及一个渗透传输层，所有这些都集成在一个单一组件中——无需额外✁框架组件。 •Costreduction •单层堆栈容量增加 •在相同催化剂活性下减少催化剂装载量 •进一步优化材料选择（流场、电流收集器） ©FraunhoferISE 电解技术✁发展趋势-AEMEL •阴离子交换膜(AEM)电解结合了碱性和PEM电解✁优势 FraunhoferISE开发✁AEM电解测试单元，用于材料表征 •它承诺使用成本效率高且供应充足✁催化剂和电极材料，同时在压差条件下实现高功率密度，并采用紧凑设计。 •研究和开发✁重点 •增加堆叠✁寿命,特别地,膜具有比PEM和AEL更低✁稳定性。 ©FraunhoferISE/Foto：JoschaFeuerstein 电解技术✁发展趋势-AEL •成熟✁技术碱性技术已经应用了100多年 ，但在碱性技术中存在着特殊✁发展潜力。 当前碱性电解槽✁结构 发展侧重于: •增加动态操作与挥发性可再生能源生产 •Higher功率密度 •Higher制氢压力减少压缩需求 来源：FraunhoferISE LT水电解✁发展目标 2021-2027年欧洲战略研究与创新议程 No. KPI Uni