2024年推动清洁氢标准优化与国际协同-实现氢的气候效益最大化报告

优化与国际协同 推动清洁氢标准 实现氢的气候效益最大化 PROMOTEOPTIMIZATIONOFCLEANHYDROGENSTANDARDSANDINTERNATIONALALIGNMENT MaximizingtheClimateBenefitsofHydrogen 2024.011 2 作者 肖晨江中国氢能联盟研究院赵东中国氢能联盟研究院林汉辰中国氢能联盟研究院 冉泽美国环保协会北京代表处 李蕴洁美国环保协会北京代表处 目录 各国��洁氢气的��2 各国氢�产业现状4 �界各国�洁氢标�的��进�8 �界各国正积��动国际�洁氢标�的协同�认13 中国正积��动�洁氢标�制��国际协同17 中国�洁氢标����国际协同相��议19 中国氢能联盟研究院|EDF美国环保协会北京代表处 1 近年来，世界各国都在积极推动氢能产业的发展，发布氢能相关政策及战略，提供大量的资金支持，以促进氢能的快速发展和应用。由于氢能产业的发展对实现全球能源转型和应对气候变化至关重要，因此，建立针对氢气的环境和可持续性标准、法规和认证体系，考虑氢能产业链潜在的气候风险，对于促进清洁氢的大规模应用至关重要。目前，全球范围内已经有多个国家、地区和国际组织制定了清洁氢认证相关的标准，并正在开发不同国家和地区间标准的互认计划，这不仅能够确保氢气的气候效益和可持续性，也有助于促进氢气的国际间贸易，帮助世界各国实现其脱碳目标。 本报告梳理了美国、欧盟、英国等多个国家出台的清洁氢相关标准，以及各国间正在开展的清洁氢标准国际协同和互认行动，为中国建立清洁氢标准提供了建议。 推动清洁氢标准优化与国际协同实现氢的气候效益最大化 各氢国气对的清定洁义 3 目前国际上对于清洁氢气存在多种概念和术语，包括“清洁氢”、“可再生氢”、“低碳氢”等，各国对这些概念也存在不同的定义及标准，具体如下： 一、美国“清洁氢”定义及认定标准 2022年8月，美国《通胀削减法案》将“清洁氢”定义为“通过一种工艺生产的氢气，该工艺生产每千克氢气的生命周期温室气体排放量不大于4千克二氧化碳当量”。 二、欧盟对“可再生氢”和“低碳氢”的定义 根据欧盟关于可再生氢的两项授权法案，“可再生氢”是指通过可再生电力电解水制取的氢气，也被称为“非生物来源的可再生燃料”。 根据欧盟“氢气和脱碳气体市场一揽子立法”（HydrogenandDecarbonizedGasMarketPackage），“低碳氢”是指来源自不可再生资源的氢气，其温室气体排放量相比于化石燃料应至少减少70%。 三、中国的“低碳氢”“清洁氢”与“可再生氢”定义及标准 根据中国氢能联盟的《低碳氢、清洁氢与可再生氢的标准与评价》，“低碳氢”的温室气体排放阈值为14.51千克二氧化碳当量/千克氢气，“清洁氢”和“可再生氢”的阈值为4.9千克二氧化碳当量/千克氢 气，同时“可再生氢”要求其制氢能源为可再生能源。 清洁氢可再生氢 低碳氢 推动清洁氢标准优化与国际协同实现氢的气候效益最大化 各产国业氢现能状 5 一、各国氢能战略概况 近年来，重要国家和地区纷纷制定氢能发展战略，并把清洁氢标准作为支撑氢能产业发展的重要基础。截至2023年底，全球公布氢能战略的国家和地区超50个。 1.中国 2022年3月，中国氢能产业顶层设计《氢能产业发展中长期规划（2021―2035年）》正式出台，明确氢能产业是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳发展的重要载体、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向；提出“构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系”。 2.美国 美国能源部于2023年6月发布《国家清洁氢能战略和路线图》，提出到2030年、2040年和2050年，美国清洁氢产量分别达到每年1000万吨、2000万吨和5000万，为清洁氢的发展设立了综合框架与路线图。此外，2021年发布的《基础设施投资和就业法案》为清洁氢的生产提供了95亿美元的投资，2022年发布的《通胀削减法案》也会为清洁氢的生产提供税收抵免。 3.欧盟 吨欧盟在2022年发布了REPowerEU计划，提出2030年本土氢产量1000万吨/年，氢进口量1000万 到 /年的目标。2023年发布的《净零工业法案》将电解槽和燃料电池列为8大净零战略技术之一，提出2030年电解槽装机容量达到100GW。2023年11月，作为欧盟绿色新政和“Fitfor55”战略的重要内容，经修订的欧盟可再生能源法令（REDIII）正式生效，为可再生氢的发展制定了具有约束力的目标：在运输部门，到2030年，先进生物燃料（advancedbiofuels）和包括氢气在内的非生物质来源的可再生燃料（renewablefuelsofnon-biologicalorigin,RFNBO）的比例需要达到5.5%,其中RFNBO至少需要达到1%；在工业领域，成员国应确保到2030年，符合RFNBO的氢气占工业中用于最终能源和非能源用途的 42%；到2035年，比例至少达到60%。 4.英国 2022年，英国政府发布《能源安全战略（BESS）》，将英国氢能发展目标翻倍，即在可负担性和物有所值的情况下，到2030年英国低碳氢产能达到10GW，其中至少一半来自电解水制氢；作为阶段性目标，到2025年，英国投入运行或在建的可再生能源电解水制氢和化石能源制氢+CCS项目需分别达到1GW。 5.德国 2023年7月，德国政府通过新版《国家氢能战略》，计划到2030年将国内电解水制氢能力的目标从 5GW提高到至少10GW；并建立高效的氢能基础设施，在2027/2028年前改造和新建超1800公里的氢气管道。 推动清洁氢标准优化与国际协同实现氢的气候效益最大化 6 6.日本 2023年6月，日本经济产业省发布《氢能基本战略（修订版）》，进一步提出2040年氢能发展目标为 1200万吨(含氨)/年。2024年5月，日本议会通过《氢能社会促进法案》。法案规定日本政府将对在2030 年前开始供应低碳氢气的项目生产商提供长达15年的补贴。根据该法案政府将出资3万亿日元（约192.4 亿美元）支持清洁氢推广。 二、国际国内氢能生产现状 根据中国氢能联盟研究院的数据，中国是世界上最大的制氢国，2023年氢气产量约3550万 吨，以化石原料制氢为主。近年来，中国可再生能源制氢产业蓬勃发展，截止到2024年中，中国已规划可再生能源制氢项目超过350个，规划产能近700万吨，其中已建成运营近80个，建成运营产能超10万吨/年”。 2023年，全球氢气需求超1亿吨，同比增长2%。目前欧美主要国家仍以天然气制氢为主。以七国集团（G7）为例，除日本外，其它国家和地区天然气制氢比例均高达80%左右。全球清洁氢项目产能规模近 240万吨/年，其中可再生能源电解水制氢项目累计数量超400个，累计产能超15万吨/年。 三、国际氢能贸易 由于氢能及其衍生品在绿色低碳转型中的重要作用，国际间氢能贸易合作机遇日益显现。根据氢能理事会（HydrogenCouncil）发布的报告《GlobalHydrogenFlows-2023Update》，2030年全球清洁氢 （包含低碳氢和可再生氢）年需求有望超过4000万吨，其中2000万吨需要进行长距离国际贸易和运输；2050年，清洁氢年需求有望达到约3.75亿吨，其中2亿吨需要进行长距离国际贸易和运输。 国际能源署（IEA）在其《全球氢能回顾2023》报告中提出，在净零排放情景中，到2030年，超过20%的商用氢和氢基燃料需求是通过国际贸易实现的。根据已宣布的出口型项目，到2030年世界上每年可出口1600万吨低排放氢。 目前，全球范围内对于清洁氢的标准及认证尚未统一。不同的国家和地区可能根据自身的情况和利益，制定不同的清洁氢标准及认证体系，包括生产过程中的碳排放限制、可再生能源比例等。这种标准及认证体系的不一致性增加了氢能贸易的复杂性和不确定性，同时直接影响到市场的接受度，有可能对国际间的氢能贸易造成一定的阻碍。 四、氢气的气候影响 推动氢能产业的健康发展，必须考虑氢的潜在气候影响，才能真正推动全球能源转型的进程。当前，大多数的氢气生产仍来自于化石燃料，加装碳捕集装置、发展可再生能源制氢已成为大势所趋。然而，氢气排放问题尚未得到足够重视。 中国氢能联盟研究院|EDF美国环保协会北京代表处 7 氢气排放在大气中会引发一系列反应，增加甲烷、对流层臭氧和平流层水蒸气的浓度，从而产生间接的温室效应。据《Nature》子刊《通讯――地球与环境》发表的一项研究称，在20年尺度内，氢气的增温效应约是二氧化碳的37倍。根据美国环保协会（EDF）的最新研究，若在氢气的生命周期温室气体排放评估中考虑氢气泄漏问题，氢气系统替代化石燃料所带来的气候效益将低于预期。 因此，为了发挥氢气最大的气候效益，需要尽量减少氢能产业链中的排放，推动低排放的清洁氢的发展和应用，并建立清洁氢的认证标准。 五、清洁氢标准的重要性 清洁氢标准是中国双碳和氢能产业标准体系的重要组成部分。2023年8月，国家标准委与国家发展改革委等多部委联合发布《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》，提出建立健全氢能制、储、输、用全链条发展的标准体系，统筹推进各类标准的制定与实施。2024年6月，生态环境部等15部门联合发布《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》，提出优先聚焦包括氢在内多个重点产品，制定发布碳足迹核算规则标准。 清洁氢标准是推动氢能产业低碳化、绿色化、规模化发展的重要工具。清洁氢标准的完善可以全面、准确、科学衡量氢能产业的碳排放现状，识别氢的绿色低碳属性，对于推动氢能产业高质量发展具有重要的支撑作用。 清洁氢标准是开展国际氢能贸易和国际合作的重要保障。随着全球对氢能作为清洁能源的重视程度日益提高，氢气及其衍生品国际贸易规模的增长，清洁低碳氢能标准的完善与提升，对于开展氢能领域的国际贸易和合作具有至关重要的作用。 必须考虑氢的潜在气候影响， 推动氢能产业的健康发展 才能真正推动全球能源转型的进程。 推动清洁氢标准优化与国际协同实现氢的气候效益最大化 世清的最洁新氢进标准展 9 一、美国发布一系列政策标准，重视清洁氢的生命周期温室气体排放量 2022年9月，美国能源部发布了清洁氢生产标准草案，向公众征集意见，并于2023年6月发布了《清洁氢生产标准指导意见》，这两份文件都规定了清洁氢生产的生命周期（从“井口”到“大门”）温室气体排放应不大于4千克二氧化碳当量/千克氢气。该标准建立了生命周期的温室气体排放目标，不仅考虑生产现场的排放，还考虑了氢气生产上游的排放。此外，能源部表示，他们将会在5年内审查并修订该初始标准，可能会考虑其他存在潜在影响的排放源。 2023年12月22日，美国财政部发布了《通胀削减法案》的第45V节清洁氢生产税收抵免的法规提案，在2024年2月26日之前向公众征集意见。该提案详细规定了申请税收抵免的各项要求，主要包括：确定制氢过程温室气体排放量的方法；核实清洁氢生产、销售或使用的规定；以及使用特定可再生能源或零排放电力生产清洁氢的标准等。 根据该提案，清洁氢的税收抵免将以氢气生产的生命周期排放为依据。提案将生命周期排放定义为与氢气生产相关的所有阶段的直接排放和显著间接排放，包括了氢气生产上游电力和原料的排放，如电解水制氢消耗的电力产生的排放，以及天然气制氢时上游甲烷泄漏产生的排放。 对于可再生能源电力制氢，提案提出其电力来源应当满足三项额外要求，也被称为“三个支柱”，分别是增量性、时间匹配性以及可交付性。这三个支柱能够在保证新增的氢气生产使用清洁电力的同时，确保不增加电网排放量。 1.增量性 增量性要求电解水制氢的电力来源必须是新增的或额外的清洁电力，这些发电设施需要在制氢设施投入使用前36个月内开始运营，或者发电设施在该时间段内进行了增容。 此外，美国能源部指出，在某些情况下，将现有的低排放电力转用于