东盟国家燃料氨的潜在利用

ERIA研究报告2023财年，第20期 东盟国家燃料氨的潜在利用 由编辑 小林义和 东盟国家燃料氨的潜在利用 东盟和东亚经济研究所(ERIA)SentralSenayanII6thFloorJalanAsiaAfrikaNo.8,GeloraBungKarnoSenayan,JakartaPusat10270Indonesia ©东盟和东亚经济研究所，2024年ERIA研究项目报告FY2023第20号，于2024年1月发布 所有权利保留。未经东亚研究所（ERIA）事先书面许可，不得以任何形式或任何手段 （电子或机械）复制、存储在检索系统中或转载本出版物的任何部分。 本报告由东南亚及东亚经济研究机构（ERIA）能源项目下的“潜在利用东盟国家燃料氨的用途”工作组准备。工作组成员讨论并同意使用某些数据和方法论。 这些章节中的发现、解释、结论和观点完全是作者个人的观点，并不代表东南亚及东亚经济研究学院及其管理委员会、学术咨询委员会或它们所代表的机构和政府的观点和政策。章节中内容或引文的任何错误均由作者独自承担责任。 本出版物中的材料可以自由引用或转载，并附有适当的确认。 前言 在近年来，随着全球对实现净零排放的关注不断增加，一些东盟国家宣布将在本世纪中叶实现碳中和目标。实现净零排放绝非易事。由于东盟国家仍处于经济发展阶段，它们不仅需要推动能源供应结构的去碳化，还需要促进经济增长以提高公民的生活标准。 使用氨作为燃料可以有效解决它们的双重目标：脱碳和经济发展之间的矛盾。许多东盟国家将继续利用现有的燃煤发电舰队，因为燃煤发电是能源结构中的一个稳定电源，至少在过渡期内向碳中和迈进。在热电厂中采用氨混燃作为燃料将有助于减少碳排放，同时仅需对现有设施进行少量改造。 基于去年研究的发现，本研究将分析范围扩展至东盟国家的需求潜力之外，现在还包括了预计的电力供应成本，并提出政策措施以加快氨在电力部门的应用。该研究回顾了最新的氨共燃技术进展（包括与天然气共燃和氨单一燃烧），同时也调查了氨供应链开发方面的现有努力。 该报告旨在支持东盟国家采用燃料氨作为创新的低碳化解决方案。其见解预计有助于制定相关政策，以便在未来几年促进燃料氨在能源结构中的整合。 小林义和 项目负责人日本能源经济研究所 Acknowledgements 这一分析由ERIA的工作小组实施。这是一个来自印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和泰国以及日本能源经济研究所（IEEJ）的工作小组成员们的联合努力。我们感谢所有参与者的支持，并特别感谢工作小组的成员们。从多位政府官员那里获得了宝贵见解，并且这些见解是实施这项研究不可或缺的一部分。 小林义和 项目负责人日本能源经济研究所 项目贡献者列表 Mr.YoshikazuKobayashi(Leader) 资深经济学家，CCUS集团，化石能源与国际合作部门，日本能源经济研究所（IEEJ） 。 前川Kiminori先生(协调员) IEEJ国际合作小组高级研究员兼经理。 凯塔·片山先生(工作组成员) IEEJ气候变化和能源效率单位气候变化小组高级研究员。 SoujiKoikari先生(工作组成员) IEJ化石能源与国际合作单位CCUS集团高级研究员。 森本泽一先生(工作组成员) IEEJ气候变化和能源效率单位气候变化小组高级研究员。 佐佐木浩一先生(工作组成员) IEEJ气候变化和能源效率部门助理主任。 竹村和久先生(工作组成员) IEEJ气候变化和能源效率单位能源效率小组研究员 目录 前言iiiAcknowledgementsiv 项目贡献者列表v 数字列表vii 表列表ix 缩写和首字母缩略词列表x 执行摘要xii Chapter1背景和目标1 Chapter2燃料氨需求潜力6 第三章燃料氨供应成本分析35 Chapter4燃料氨技术和供应链的最新发展46 Development 参考文献66 数字列表 图2.12020年印度尼西亚当前电源配置7 图2.22020年马来西亚当前电源配置11 图2.32021年菲律宾目前的发电能力14 图2.42020年泰国当前电源配置15 图2.5泰国碳信用贸易量与价格18 图2.6图：2020年越南现有电力供应结构18图2.7PDP8发电能力发展计划19 图2.8方法论概述21 图2.9到2050年，印尼燃煤发电能力25 图2.10到2050年，马来西亚燃煤发电容量26图2.11到2050年，菲律宾的燃煤发电能力27图2.12到2050年，泰国燃煤发电能力10 图2.13到2050年燃煤发电容量，越南29图2.14氨需求和煤炭减少的二氧化碳29 到2050年氨共燃 图2.15到2050年燃料输入和二氧化碳排放，印度尼西亚31图2.16到2050年燃料输入和二氧化碳排放，马来西亚31图2.17到2050年，菲律宾的燃料输入和二氧化碳排放32图2.18到2050年燃料输入和二氧化碳排放，泰国32 图2.19到2050年燃料输入和二氧化碳排放，越南33图2.20氨需求和煤炭减少的二氧化碳34 到2050年氨联燃 图3.1蓝氨生产的设想流程图35 图3.2蓝色氨价格细目37 图3.3绿色氨生产的设想流程图37 图3.4绿色氨价格分解39 图3.5通过共烧减少二氧化碳排放42 图3.6燃煤和燃煤电准成本分解43氨共烧装置 图3.7燃煤和燃煤电准成本分解45氨共烧装置 图4.1蒸汽甲烷重整制氢46 图4.2蒸汽甲烷重整工艺47 图4.3部分氧化制氢工艺48 图4.4自热重整工艺48 图4.5绿色制氢的预期成本降低49图4.6JERA的燃料氨采用路线图51图4.7欧洲燃料氨接收港的发展54 图4.8按地区划分的世界清洁氨项目55 图4.9按原料来源划分的世界清洁燃料氨项目56 图4.10按现状分列的世界清洁氨项目57 图4.11燃料氨和液化天然气供应链58 图4.12韩国氢发电采购计划59 图4.131965-2020年亚洲液化天然气市场演变60 表列表 表2.1 日本人在印度尼西亚的氨混合燃烧Companies 9 Table2.2 泰国燃料氨利用项目 16 表2.3 政府对燃煤发电产能的展望 22 表2.4 估算未来燃煤发电容量的参数 22 表2.5 当前状态的类别 23 表2.6 估算未来燃煤发电容量的参数 33 表3.1 估算蓝氨成本的假设 36 表3.2 蓝氨的估计成本 36 表3.3 估算绿色氨成本的假设 38 表3.4 估计绿色氨价格 39 表3.5 氨通过管道的运输成本 40 表3.6 估计电力和电力平稳成本的假设共烧装置的二氧化碳强度 41 表3.7 发电的资本支出、运营成本和燃料成本 42 表3.8 总电力和二氧化碳排放 42 表3.9 均衡的电力成本 42 表3.10 敏感性分析结果 44 表3.11 LCOE增加与成本变动的比率 44 表3.12 均衡的电力成本 45 Table4.1 氨燃气轮机的主要研究进展 53 Table4.2 生物质与氨共烧的比较 62 缩写和首字母缩略词列表 东盟 东南亚国家联盟 BAU 一切照旧 BECCS 生物能源与碳捕获和储存 BLCP 班普电力公共有限公司 CCS 二氧化碳捕获和储存 CCUS 二氧化碳的捕获、利用和储存 CO2 二氧化碳 COP 缔约方大会 EAS 东亚峰会 EGAT 泰国发电管理局 EGCO 电力发电有限公司 ERIA 东盟和东亚经济研究所 EV 电动汽车 GDP 国内生产总值 GHG 温室气体 IEA 国际能源署 IEEJ 日本能源经济研究所 IFHE 印度尼西亚燃料电池和氢能协会 METI 日本经济产业省 NEDO 日本新能源和工业技术开发组织 NDC 国家自主贡献 NH3 氨 NREs 新能源和可再生能源 PIHC 印度尼西亚Pupuk控股公司 PTTEP 泰国石油局勘探与生产 SCG暹罗水泥集团 UN联合国 UNFCCC联合国气候变化框架公约 执行摘要 本研究的目标是更新五个东盟国家（印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国和越南）燃煤电厂协同燃烧氨燃料的潜在需求量，分析氨生产及协同燃烧操作产生的电力的成本分析，并考虑采用氨燃料的相关政策措施。 在这项研究中，有四个主要发现。首先，到2050年，五东盟国家潜在的氨燃料需求量估计为每年27至52百万吨，具体取决于采用的场景。尽管这一假设仅针对燃煤电厂的混烧操作，但需求规模巨大，已超过目前全球交易的氨的总量。通过在燃气电厂进行混烧、实施100%单一氨燃烧以及采用船用燃料，氨的需求量将显著增加。 其次，到2030年，氨生产成本预计将达到381美元/吨氨(t-NH蓝)然气的氨与碳捕获和储存(CCS)和 3 $489/t-NH为绿色氨-从可再生来源生产的氨。同时， 3 氨-来自天 水平化电力成本（LCOE）通过共燃蓝氨将达到每千瓦时（kWh）11.41美分，而共燃绿氨将为每千瓦时13.22美分。相比之下，在没有共燃安排的情况下，这一数值为每千瓦时4.89美分。由于氨本身不是一个低成本的能源来源，将其纳入共燃过程中不可避免地会增加电力成本。蓝氨的生产技术已经相当成熟，未来降低成本的空间有限。相反，绿氨的成本预计在未来会下降，特别是由于用于生产氢气的电解槽成本预计会出现快速且显著的下降。对于东盟国家而言，如果这些原料有助于减少碳排放并替代化石燃料和负担得起的能源，那么其来源——无论是天然气还是可再生能源——就显得不太重要。东盟国家不应先入为主地限制氨的应用仅限于绿氨，而应同时推进两种氨项目。 第三，供应链的发展需要加速。氨是一种新型能源，因此需要建设包括运输基础设施在内的供应链系统。在氨作为肥料原料初期引入阶段，可以利用现有的氨供应链。然而，为了扩大其作为发电能源源的应用，需要从氨的生产、运输、存储到利用整个供应链进行全面开发。 第四，政府政策支持至关重要。引入燃料氨需要额外的成本和基础设施发展，仅依靠市场机制无法实现这一目标。政府必须为公司采用这一技术提供激励措施。这样的激励措施 可能包括税收优惠和价格差距补偿。激励机制应根据每个国家现有的系统和具体情况量身定制。 Chapter1背景和目标 1.研究目标 本研究旨在解决以下三项内容。首先，它将估算五个东盟国家（印度尼西亚、马来西亚 、菲律宾、泰国和越南）对燃料氨的需求潜力。这一估计将与每个国家的电力供应发展规划保持一致。近年来，燃料氨因其零排放特性而逐渐受到关注，并且可以作为燃料直接应用于现有锅炉和涡轮机，只需进行少量修改。此外，氨还是一种成本最低的氢气载体，当管道运输不可行时，可以作为氢气的运输方式。氨在-33°C下液化，比以原始形式运输氢气更容易处理。而且，由于氨已经广泛用于化肥生产，现有的基础设施可以在初始采用阶段重新利用。 虽然氨燃料也被视为海运和工业燃料，但现阶段其最具前景的应用领域可能是发电，最有可能首先用于现有燃煤电厂的共燃。由于氨的燃烧速度慢于氢，因此在燃煤电厂而非燃气电厂进行氨的共燃时，控制燃烧更为容易。本研究评估了氨燃料用于燃煤电厂共燃的潜在需求，考虑了每个国家最新电力供应发展计划中计划整合的燃煤电厂情况。 其次，本研究对燃料氨供应及其在东盟地区煤电厂的应用成本进行了分析。在每个东盟国家中，电力部门的去碳化无疑是能源战略中的一个重要政策议题。然而，这一进程必须谨慎进行，确保不会不合理地增加当前的电费成本。虽然应对气候变化是一项重要的目标，但它并不是唯一的最高政策优先事项。过度高的能源成本可能引发担忧，因为它可能会妨碍家庭获得稳定的能源供应，并削弱高能耗产业的竞争力。 本研究探讨氨共燃在热电发电过程中产生的经济影响。考虑到两种类型的燃料氨生产模式，即使用碳捕集与封存技术（CCS）与化石燃料结合生产的蓝氨，以及通过可再生能源电力电解水生成的绿氨，本研究将分析这两种变体的生产成本。 第三，本研究将总结近期燃料氨生产、利用技术以及燃料氨供应链进展的趋势。除了目前在日本一家运营中的燃煤电厂中实现20%的燃料氨混烧演示外，本研究