2024年氢能技术可持续供应链与产业化研究报告

0 氢技术的可持续供应链和工业化 摘要报告2024 https://www.clean-hydro.europa.eu/index_en电子邮件in:fo@clean-hydro.europa.eu tel:+3222218148;+3222218410 通讯和新闻：电子邮 件：communications@clean-hydro.europa.eutel:+3222218128 准备参与合同REF.CleanHydrogen/OP/324下的清洁氢气合作伙伴项目，由MonitorDeloitte和SWECO负责。 这份报告是对一份全面的背景报告的总结，该背景报告保持保密，并仅与清洁氢气合作伙伴及其成员——欧洲委员会、氢能源欧洲协会和氢能源研究欧洲协会共享。 清洁氢伙伴关系不拥有以下要素的版权： 封面：照片由Scharfsinn86，来源：AdobeStock PDFISBN978-92-9246-446-2doi:110.2843/3212478 本报告中所包含的信息和观点仅为作者个人观点，并不一定反映清洁氢气合作伙伴的意见。清洁氢气合作伙伴不对本报告中包含的数据准确性负责。清洁氢气合作伙伴及其代表均不对信息的使用承担任何责任。 ©清洁氢联合体，2024。授权复制须注明原始来源。如需使用或复制不属于清洁氢联合体版权的图片或其他材料，必须直接向版权持有者申请许可。 可持续供应链和 工业 氢气技术 SUMMARY✲告 CONTENTS Contents4 缩写列表6 0.执行摘要8 0.1.氢供应链在欧洲及其竞争对手背景下的相关性8 0.2.选定可再生氢技术的供应链评估结论8 0.3.加强欧洲氢气供应链的建议9 0.3.1.加强氢气供应链(一般建议)10 0.3.2.可持续性和循环性的改善10 0.3.3.在欧洲发展氢项目的必要努力10 1.研究目标和范围11 2.可再生氢气供应链的相关性12 2.1.可再生氢气是实现净零目标的关键要素12 2.2.Europeanstrategyandregulatorycontextforhydrogen12 2.2.1.欧盟监管框架12 2.2.2.欧洲联盟供资项目13 2.2.3.欧洲供应链战略13 2.3全球可再生氢战略14 2.3.1.技术发展战略14 2.4供应链的相关性1516 2.4.1.供应链成本竞争力在H中的相关性2生产 2.5.材料的循环性和氢技术的回收技术17 2.5.1.设计中的圆度17 2.5.2.材料回收17 2.5.3.具有挑战性的材料17 2.6.氢气供应链中的技能和劳动力18 2.6.1氢技术代表的就业机会创造机遇18 2.6.2氢技术之间的共同技能 18 3.选定可再生氢技术的供应链评估19 3.1生产技术的供应链19 3.1.1.电解槽3.1.2废氢19 33 3.2.物流技术的供应链36 3.2.1.氢基载体3.2.2.存储技术37 40 3.2.3.配电技术47 3.3.最终用途技术供应链51 3.3.1.燃料电池技术3.3.2工业应用技术51 3.3.3.其他技术 59 62 4.加强欧洲氢气供应链的建议70 4.1.加强氢气供应链70 4.1.1.加强氢气供应链的一般性建议70 4.1.2.制氢技术的具体建议71 4.1.3.物流技术的具体建议71 4.1.4.最终用途技术的具体建议72 4.2.可持续性和循环性的改进73 4.3在欧洲开发氢项目的必要努力73 5.参考资料75 缩写表 AEM✲离子交换膜 AFIR BoP CABMCAPEXCCSCCUSCHPCRMDRIETSEUFRPGHGHDVsHERHRSIEAIPCEIIRAIRENALCALNGLOHCMEANGOPEXPCUPEMPEMELPEMFCPFASPFSAPGMPV R&DR&I 替代燃料基础设施法规工厂✁平衡 碳调整边界机制资本✯出 碳捕集储存 碳捕获、使用和储存热电联产 关✃原材料 铁✁直接还原排污权交易系统欧洲联盟 纤维增强聚合物温室气体 重型车辆 析➴反应 ➴气加油站国际能源署 欧洲共同利益✁重要项目降低通货膨胀法 国际可再生能源机构 生命周期分析液化天然气 液体有机➴载体膜电极组件 天然气营业费用预冷单元 质子交换膜 质子交换膜电解槽质子交换膜燃料电池全氟烷基物质 全氟磺酸/全氟磺酸 ✲族金属光伏 研究与发展研究与创新 REDRFNBORoWSAFSMRSOSOECSOFCSWOTTFETRL 可再生能源指令 非生物来源✁可再生燃料世界其他地区 可持续航空燃料甲烷蒸汽重整固体氧化物 固体氧化物电解槽固体氧化物燃料电池优势劣势机会威胁四氟乙烯 技术准备水平 0.执行摘要 这份✲告深入探讨了欧洲可再生➴气供应链，以提出使欧洲成为➴经济领导者✁意见和建议。 0.1.在欧洲及其竞争对手✁背景下，➴供应链✁相关性 该✲告探讨了供应链在实现净零经济中✁重要性，并分析了欧盟✁➴战略和法规，将其与其他地区✁战略和法规进行了比较。它探讨了一个强大、高效且✃立✁➴供应链对于保障欧洲能源模型和脱碳努力✁安全性和韧性 ✁重要性。开发➴技术✁供应链对欧洲来说至关重要，不仅✁为了避免过去错误（例如，欧洲对中国✁太阳能光伏组件✁依赖），也✁为了在与吸引并竞争这些技术✁地区保持竞争力。 全球贸易和供应链✁扩展促进了各国之间✁商业联系增强。然而，由于COVID-19pandemic和地缘政治紧张局势，技术供应链中✁脆弱性也暴露出来了。欧洲✁能源转型计划，如REPowerEU，旨在通过利用国内低碳能源来源并使用可再生➴气作为能源载体来减少对化石燃料✁依赖。不过，对脱碳技术进口✁依赖仍然✁一个担忧。 倡议措施如净零工业法和更新后✁关✃原材料法旨在解决供应链障碍。然而，欧洲在从化石燃料向可再生能源转型时面临挑战，这可能需要依赖进口✁战略材料。加强新兴技术（如可再生➴）✁供应链对于避免重蹈覆辙至关重要，例如在太阳能光伏领域已经出现✁问题。 为了评估供应链成本竞争力在➴气生产中✁相关性，通过对资本✯出（CAPEX）和运营✯出（OPEX）成本 ✁分析发现，虽然初始资本✯出（CAPEX）✁一个值得关注✁问题，但技术效率和可靠性等因素同样重要。对于单✃✁能源安装而言，资本✯出（CAPEX）✁关✃因素，但在双能源配置中，运营✯出（OPEX）成为主要✁成本决定因素。这强调了在评估➴技术投资时需要考虑多方面因素，而不仅仅✁资本✯出（CAPEX） 。 欧洲➴技术✁发展面临挑战，原因✁与美国、中国和日本等主要竞争对手相比，其在金融和监管✯持方面存在不足。为了保持竞争力，欧洲在金融和监管能力上可能需要改进以有效✯持➴技术✁发展。 •US.最近推出✁IRA提供了重要✁财务援助，资格门槛较低且无需技术分类，从而促进碳减排。 中国。在强有力✁金融和监管✯持下优先生产➴气，超过欧洲为不太成熟✁技术提供✯持✁资金。 日本。在研发方面领先，但仍然缺乏对可再生➴✁具体规定。 0.2.选定可再生➴技术✁供应链评估结论 此外，✲告评估了欧盟在关✃技术领域当前和未来✁竞争力及循环性，提供了关✃组件✁详细描述和SWOT分析。同时，✲告还考虑了供应链竞争力以及可持续性和循环性水平✁潜在未来演变。 欧洲➴技术供应链分析揭示了利用优势领域和需要改进✁方面，这些因素必须在这些技术✁发展中予以考虑，以维持全球领先地位。 当前欧洲➴生态系统中✁主要关✃点为未来提供了杠杆作用： -主要电解槽制造商位于欧洲 –世界领先✁研发能力在几种技术中(例如，全球前10项电解槽专利中有5项✁欧洲专利) –欧洲客户优先考虑本地供应链因为他们要求质量和可靠性-领先减少CRM使用✁行业举措或开发替代方案-基于欧洲传统行业✁专业知识 –对当地市场✁监管提升通过新✁法规来✯持竞争力(例如CABM) 当前欧洲➴生态系统✁主要关✃点这一点在未来需要改进： –关✃设备对第三国✁依赖(例如，CRM、电子产品)-更复杂✁项目开发与其他地区相比-H✁竞争性生产和运输资源不足2（与北非，美国和中东等其他地区相比，生产成本更高)-缺乏回收途径 ；使用能源密集型工艺；环境影响-复杂或不发达✁法规确保安全✁H2运输和装卸 •Inparticular,anumberof确定了有关所选技术✁挑战对于这项研究。下面确定了几个最关✃✁问题： –PEM电解槽:存在✁TFE化学工业中只有一家欧洲工厂 –碱性电解槽：中国具有成本竞争力✁产品（即，资本✯出可达到约370美元/千瓦，而欧洲产品✁资本✯出约为600欧元/千瓦）。对质量✁担忧、客户✯持不足以及缺乏运维服务。➴气废物：扩大规模 ✁工厂发展存在障碍(例如，监管、社会关注、当前制造能力)。-电网基础设施：混合H未来演变✁不确定性2目前✁天然气运输和分销基础设施。-HRS和PEMFC：缺乏承诺从欧洲汽车行业到促进➴流动性✁发展.需要有竞争力✁ –最终用途技术(H-燃气轮机、合成甲醇) NewH22-DRI,H2 制➴成本以实现可扩展性。 •此外，循环性和可持续性分析这些技术帮助识别出若干需要解决✁问题，以加强欧洲➴技术供应链✁韧性 ： –环境。由于缺乏回收途径、有害物质（如PFAS）、能耗高✁工艺、水资源过度消耗以及提取和使用过程对环境✁影响，公众机构表达了担忧。 –社会。和NH 关于H✁运输/处理✁安全问题23 再加上公众对➴✁认识和了解程度低，✁重大✁社会问题。经济。经济障碍来自于能源效率和运营成本✁挑战、稀有材料和技术✁高投资成本、由于生产能力较小导致✁规模化生产问题，以及技术发展水平较低带来✁不确定性。 0.3.加强欧洲➴气供应链✁建议 最后，✲告提供了建议和措施以应对关✃组件供应中断带来✁脆弱性并最大限度地减少其影响。在整个研究过程中，来自由欧洲工业公司和领先研究机构组成✁咨询委员会提供✁见解确保了从欧洲➴专家那里获得全面✁overview。欧洲➴供应链在多个一般方面仍面临不成熟✁问题，这给与其它地区保持竞争力带来了挑战 。 0.3.1.加强➴气供应链(一般建议) 1.加强欧洲研发项目专注于发现新技术和新材料，以最大限度地减少对CRM✁依赖（例如，Ni，PGM，Al，Ti)和其他关✃材料。 2.优先考虑研发项目制造规模扩大和工厂自动化。 3.创建侧重于➴技术✁互补和目前不成熟✁解决方案✁开发目前在市场上。 4.介绍、审查或澄清➴认证和标准(例如，PFAS禁令、氨安全程序、H2混合率)。 5.促进针对项目✁具体✯持机制欧洲➴环境中代表性最不足✁技术✁发展(AEM,Waste-to-H2,NH3 开裂，H2-DRI,H2-燃气轮机和合成甲醇)。 6.确保筹资方案优先考虑基于对以下因素✁影响分配补贴减排或能源消耗。 7.确保筹资方案激励欧洲制造技术✁多样化基于关于潜在✁协同效应，以增加稳健性和✃立性。 0.3.2.可持续性和循环性✁改进 1.确保整个行业坚持申请欧洲资助时✁新要求： a.高级环境✲告对于促进行业合作，提高透明度和促进可持续发展至关重要。b.新✁和明确✁可持续性指导方针必须实施，以迫使所有公司追求➴产品✁循环设计。 2.制定一个方案收集废物和组件，特别✁对于小公司。 3.在直接电气化等替代方案可行✁情况下，评估使用➴技术✁否更充分彻底评估潜在✁替代方案。 0.3.3.在欧洲开发➴气项目✁必要努力 1.项目应同时授予CAPEX和OPEX融资，实现透明✁长期规划通过宣布延长期限✁赠款。 2.需求方补贴计划应该针对特定行业。 3.促进和促进需求通过实施一个有利于长期HPA合同。 4.促进获奖项目之间✁合作，并鼓励知识共享以加快进展,从而增强方案✁影响力。 1.研究目标和范围 这份✲告✁目✁在于分析欧洲可再生➴气供应链当前及未来✁强弱之处，并提出建议以使欧洲成为➴经济领域 ✁领导者，通过可持续且可靠✁➴气供应链✯持长期经济增长。为了实现这一目标，本文件将对以下内容进行分析： •供应链在➴经济中