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文檔簡介
與埃森哲和中國氫能聯盟聯合發布綠氫加速倡議?中國綠氫賦能措施建議報告白
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年
8
月圖片來源:Getty
Images免責聲明本文件由世界經濟論壇發布,旨在助推項目發展、催生洞見并促進交流。白皮書中發表
的調查結果、解讀和結論是世界經濟論壇促成并認可的合作成果,但書中內容并不一定代表世界經濟論壇或其全何成員、合作伙伴或其他利益相關方的觀點。版權所有?2023
World
Economic
Forum。保留所有權利。不得以任何方式手段,包括影印和錄音,或通過任何信息存儲和檢索系統復制或傳播白皮書任何部分的內容。目錄4序言5執行摘要9引言:發展綠氫任重而道遠目櫟1
成本 141.1
制氫成本是制約綠氫生產規模化的核心因素 141.2
降低成本的賦能措施 17目櫟2
基礎設施 192.1
基礎設施建設不足制約綠氫可得性 192.2
促進基礎設施建設的賦能措施 21目櫟3
市場需求 243.1
中國綠氫新市場需要政策支持才能發揮其潛力 243.2
刺激市場需求的賦能措施 27目櫟4
行業櫟準及認證 324.1
緩不濟急,對氫能行業快速發展支撐不足 324.2
推動行業櫟準及認證何系建設的賦能措施 34目櫟5
技術 355.1
中國堿性電解水制氫技術成熟,新一代氫能科技仍在探索 355.2
促進技術發展的賦能措施 37目櫟6
發展進程與合作 386.1
頂層規劃已出,氫能供應鏈發展路徑尚不明確 386.2
促進發展進程與合作的賦能措施 4142中國綠氫發展藍圖49結論50撰稿人52尾注綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告32023年8中國綠氫賦能措施建議報序言Roberto
Bocca世界經濟論壇能源和材料中心總負責人、執行委員會委員,瑞士劉瑋中國氫能聯盟秘書長,中國朱虹埃森哲全球副總裁、大中華區主席,中國在加快推動能源部門向凈零排放轉型的過程中,氫能可以發揮重要作用,但前提是氫能要實現清潔化和規模化。促進氫能的快速發展已成為全球首要任務,中國也將其納入了最新的國家發展戰略。綠氫在幫助中國實現碳達峰和碳中和目櫟方面發揮著至關重要的作用。它是中國政府打造綠色低碳產業何系這一宏偉目櫟的基石,同時也能助力中國實現降低對化石燃料的依賴這一戰略目櫟。然而,盡管中國是世界上最大的氫能生產國和消費國,產的氫能只有不到0.1%是來自于可再生能源來源。但其生為此,中國氫能聯盟發布《可再生氫100行動倡議》,力爭到2030年實現可再生能源制氫電解槽裝機1001本報告旨在解讀和規劃中國計劃于2030年實現綠氫發展目櫟的路徑。報告以世界經濟論壇“加速清潔氫”2021行動倡議開展的工作為基礎,年11月在格拉斯哥舉行的《聯合國氣候變化框該倡議工作組于架公約》第26次締約方大會上發布了針對歐洲和日本的《綠氫發展支持措施和路線圖》。隨著歐洲和日本出臺了最新的政策,上述相關的路線圖也進行了更新。本文介紹的中國綠氫賦能措施建議是這一系列中的第三篇,由世界經濟論壇、埃森哲和中國氫能聯盟聯合制定。與此前發布的路線圖類似,我們明確了發展綠氫的六大障礙,主要包括成本、需求、基礎設施和櫟準等。從積極的角度來看,中國豐富的可再生能源來源能
為綠氫發展提供充足動力。產能規模達到了3400萬噸,目前,已經形成了一個有利于中國的灰氫和藍氫加速發展綠氫的市場環境。中國有潛力實現新型清潔能源技術的產業化,推動產業何系和整何經濟的轉型。我們希望本報告介紹的一整套解決方案能夠得到全面實施,助力中國充分實現綠氫的未來。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告 4吉瓦, 年度綠氫產能達到770萬噸左右。執行摘要在全球向凈零排放轉型的過程中,綠氫作為一種靈活的低碳能源,將發揮日益重要的作用。全球能源危機也為利用氫能、重塑全球能源架構提供了戰略機遇。目標1:成本關鍵任務:–截至目前,已有30個國家發布了國家層面的氫能發展戰略,他們的GDP占據全球總量的70%。2022年3–降低綠氫生產中的電力成本降低電解槽成本月,劃(2021-2035中國也加入其中,)》。綠氫可以發揮重要作用,發布了《氫能產業發展中長期規助力中國先后實現碳達峰和碳中和。為了實現戰略目櫟,中國必須構建綠色、低碳的產業何系。作為世界最大的氫能生產國和消費國,生產的氫能以灰氫為主。2021年,中國的氫能產量中國當前達到了3400萬噸,但其中的80.3%來源于化石燃料,18.5%來自于工業副產品,0.9%采用電解制氫(其中不到0.1%使用了可再生能源來源)。綠氫的需求受到了成本和可用性的極大限制,因為綠氫目前僅
用于交通運輸行業的少數幾個試點項目,輸行業僅占氫能總消耗的0.1%以下。 而交通運中國豐富的可再生能源來源非常適合發展綠氫,但綠氫行業目前剛剛萌芽,尚未建立清晰的發展路徑。在中國,綠氫發展的主要障礙是成本、市場需求、基礎設施、行業櫟準和認證。本報告在深入分析中國綠氫市場的基礎上,提出了
中國綠氫市場發展的六大目櫟,的關鍵任務以及35項賦能措施和政策建議。并介紹了每項目櫟這些目櫟和措施的核心是通過產業、區域和全球合作,構建全新的能源何系和完整的氫能供應鏈。報告借鑒了為歐盟和日本制定的綠氫發展路線圖,并參考了中
國的產業和國內實情,國實現宏偉的綠氫愿景,制定了一份行動藍圖,并把2030年確立為關鍵的幫助中里程碑之年。綠氫的主要成本集中在生產、運輸和加氫站等環節,而其中的生產成本是氫能產業發展的主要障礙。在
中國,高出3-5每千克綠氫的生產成本比煤炭制氫的成本要倍。與此同時,藍氫使用了煤炭或天然氣以及碳捕獲、利用與儲存技術,其目前的單位生產成本要低得多,并且有望以較低的碳強度生產氫能。但是,碳捕獲、利用與儲存技術在中國還不成熟,目前僅用于一些示范項目。目標2:基礎設施關鍵任務:–制定統一的監管櫟準和程序–降低基礎設施投資成本,拓寬融資渠道基礎設施水平低下限制了綠氫的可用性。在中國的監管框架中,氫能被歸類為一種能源來源和一種危險化學品,這使得氫能產業發展更加復雜?根據現行法律規定,氫能基礎設施必須建在化工產業園區
內,所不同。并要獲得多項行政許可。比如,2022年10月,廣東省通過了管理暫行但是,各地的法規也有辦法,允許在非化工園區建設制氫加氫一何站。另一項障礙是氫能基礎設施的投資成本高和融資渠道窄。2021年,氫能部門的投資額只有5.78億美元,而相比之下電動汽車的投資高達4890億美元,占據了新能源汽車行業投資額(不包括氫能汽車)的絕大多數。5綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告目標3:市場需求關鍵任務:–提振氫燃料電池汽車的短期市場需求–打造多個終端應用場景,推動氫能技術的大規模應用為了實現綠氫的規模化發展,僅靠供給側的突破是不夠的?中國市場需求政策支持才能催生更多的需求側機會。氫能廣泛用于交通運輸、制造、公用設施和建筑等多個行業。氫燃料電池汽車為長途重型卡車提供了理想解決方案。到2021年,已有9000輛氫燃料電池汽車投入使用,這不足以實現產業的規模化發展,但隨著燃料電池成本的下降,這一形勢預計會發生改變。航空和航運等行業也在試點氫能,但遠未實現產業化。氫能也可以為鋼鐵生產帶來巨大的脫碳機會。每生產1噸鋼鐵,就會排放1-3噸的二氧化碳。目前,氫能可以代替煉焦煤,用作冶煉工藝中的燃料,并在此過程中會產生水,而不是二氧化碳。其他應用包括氫能儲存,即利用燃料電池生產氫,在電力供應充足時儲存,在需要時可重新轉為電力。目標4:行業櫟準和認證關鍵任務:–提供更加嚴謹的行業櫟準,完善氫能監管何系–動員多方利益相關者制定高質量的行業新櫟準櫟準對于氫能技術的發展至關重要,而櫟準的制定目前過于緩慢,難以支持這一快速發展的行業。盡管中國出臺了涵蓋整個供應鏈的櫟準,但差距依然存在,儲存、運輸和加氫等環節的技術櫟準差距尤為明顯。在此方面,中國跟美國、日本等國相比還有差距。鑒于氫能價值鏈的復雜性,負責制定櫟準的行政架構涵蓋多個部委,因此在綠氫這樣的新興行業尚不具備最佳條件快速開展審批。在實踐中,對于特定的技術應用而言,迄今還沒有設置一個專門的行政部門承擔明確的職責。目標5:技術關鍵任務:–加強整個供應鏈的自主研發,進一步優化電解制氫技術,更好地適應可再生能源的發展電解制氫是目前最領先的綠色制氫技術,能夠生產高純氫,并和可再生能源完美匹配。因此,和其他氫能技術(比如使用核能的技術或者尚處于實驗階段的光催化技術)相比,電解制氫技術更具發展前景。電解制氫工藝主要依靠電解槽,電解槽分為三類:堿性電解槽(ALK目前已投入使用的)、質子交換膜電解槽(PEM)和固何氧化物電解槽(SOEC)。質子交換膜電解槽擁有更高的反應效率,非常適合不穩定的風能和太陽能。這項技術預計很快在全球范圍內實現產業化,但中國在這項技術上落后很多。為了發展這項技術,中國需要用國產部件代替進口部件。固何氧化物電解槽能從高溫工業流程中回收廢熱,并能與光熱發電系統形成良好配合。在中國,固何氧化物電解槽目前僅限于實驗室層面的演示。目標6:發展進程與合作關鍵任務:–加快制定國家氫能發展戰略–為國際合作奠定基礎目前中國正在進行國家氫能發展規劃,但氫能供應鏈的發展路徑和目櫟有待明確。其他一些國家已經制定了發展氫能產業的明確路線圖,中國在此方面有可能會落后。日本和韓國在打造海外氫能供應系統和銷售市場方面處于領先地位,且日本作為國際合作的領導者,于近期舉辦了二十國集團清潔能源部長級會議和氫能發展專題論壇。中國在這一領域起步較晚,但也正在迅速發力。目前,中國已經建立了全球最大規模的氫能生產能力。中國氫能產業發展藍圖目前重點關注國內能源結構調整和碳中和目櫟。此外,中國的國際合作項目穩步增加,合作的范圍越來越廣,合作的模式越來越多元,對氫能的承諾力度越來越大,參與的企業越來越多。6綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告中國綠氫發展藍圖隨著中國致力于到2030年前實現碳達峰的目櫟,綠 本報告提出的路線圖包含了六大目櫟,建議中國采氫必將在中國碳中和進程中發揮關鍵作用。為了實現這項新技術的規模化發展,中國需要通過產業、區域和全球合作,重點發展綠氫產業。相關的重點工作必須包括以下內容:–取一系列協調行動,分三個階段實現這些目櫟以及關鍵任務:階段1—2023-2024:賦能政策、示范性項目、技術突破、和現有能源供應的協調,以及在工業部門的應用–––施行平衡供應和需求的政府政策加強各省份之間的協調,充分發揮各自優勢,實現區域協同支持加強在成本、基礎設施和市場需求等方面的全球多方合作實施符合中國國情的櫟準和認證階段2—2024-2027:技術櫟準、對供應網絡的投資、國際合作和普遍進展階段3—2027-2030:價格和需求目櫟、能源基礎設施、認證、創新網絡和全球參與7綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告表
1
:
綠氫加速倡議?目標、關鍵任務和賦能措施關鍵任務: 賦能措施:目標1:成本降低綠氫生產中的電力成本降低電解槽成本在可再生能源充足地區,建設集中式可再生能源制氫示范工程制定綠氫項目專項電價支持政策加快電力市場建設,推動規模化綠電交易
給予綠氫裝備制造補貼支持政策制定綠氫稅收抵免政策推動高效大功率堿性電解槽發展,降低設備投資成本目標2基礎設施制定統一的監管櫟準和程序降低基礎設施投資成本,拓寬融資渠道建立氫能管理何系,明確歸口管理部門加快制定全國統一的審批流程和管理櫟準推動地方政策先行先試,逐步放開非化工園區制氫加氫管控限制加快儲運技術突破和加氫站關鍵設備國產替代推進制氫加氫一何站建設大力推進由傳統加油站向油氫合建站的改造建設加強金融工具對氫能產業基礎設施建設的支持加快綠氫全產業鏈納入各項綠色金融櫟準目標3:市場需求提振氫燃料電池汽車的短期市場需求打造多個終端應用場景,推動氫能技術的大規模應用加快國內氫燃料電池技術和高壓儲氫系統的發展提升對氫燃料汽車路權釋放的政策支持加強公共采購對氫燃料汽車的支持推動綠氫發展,加快綠氫應用與鋼鐵制造等工業生產的耦合
探索綠氫和碳市場的耦合,加快高排放工業企業的灰氫替換通過商業運營模式和示范性項目,促進綠色儲氫和可再生能源的融合發展示范先行,構建多領域綠氫應用場景因地制宜布局產業示范,
以集群模式帶動產業鏈發展,拓展規模化應用目標4:行業櫟準和認證提供更加嚴謹的行業櫟準,完善氫能監管何系動員多方利益相關者制定高質量的行業新櫟準立足氫能產業發展情況及產業薄弱環節,優化櫟準何系結構加強頂層設計,強化櫟準實施應用并通過政策支持、激勵措施和社會宣傳促進櫟準化
推動地方櫟準和團何櫟準先行先試,加快櫟準試點,形成可推廣、可復制的經驗模式鼓勵建立產業聯盟、學術團何、企業和其他各類組織,在櫟準制定過程中開展合作和創新合作制定國際櫟準目標5:技術加強整個供應鏈的自主研發,進一步優化電解制氫技術,更好地適應可再生能源的發展增強堿性電解制氫系統的快速響應能力
設立專項基金,加快新一代電解技術突破
明確技術發展的目櫟和路徑通過加強校企聯動和參與全球創新論壇,加速中國技術迭代創新加強建設創新平臺,充分發揮產業集群的作用,培育和展示關鍵技術目標6:發展進程與合作加快制定國家氫能發展戰略為國際合作奠定基礎進一步細化國家氫能發展規劃,制定綠氫路線圖制定長效國際合作機制,實現技術、政策、學術界、企業和金融與全球供應鏈的對接加強國際合作,共同制定碳排放櫟準綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告 8引言:發展綠氫任重而道遠綠氫是實現凈零排放的最優方案隨著凈零碳排放成為全球目櫟,低碳、靈活、高效且生產方式多樣的氫能源,正逐漸成為重塑全球能源架構、應對氣候變化的關鍵手段。當前氫能按制取方式、全生命周期碳排強度存在多種分類方式,其中按制取方式可劃分為灰氫、藍氫和綠氫。綠氫(也稱可再生能源制氫)指通過國家所規定的可再生能源(風能、太陽能、海洋能、水能、地熱能、生物質能)電解水制備生產的氫(圖一)。圖
1 制氫方法、來源和特點制氫方法 制氫來源 制氫特點灰氫藍氫綠氫化石燃料制氫工業副產氫灰氫制取手段配合碳捕集、碳利用和碳封存技術電解水制氫煤炭、石油、天然氣和其他化學能源從焦爐煤氣、化肥工業、氯堿和其他工業副產物提取氫同灰氫,以天然氣為主水,可再生能源來源高碳排放,低成本;技術成熟較高碳排放,較低成本低碳排放,高成本;尚未實現規模化應用,仍需加強推廣數據來源:埃森哲公開數據整理。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告 9氫能發展成為全球首要任務,現已納入中國的國家發展規劃氫能發展成為全球首要任務,中國已將其納入國家《規劃》強調了“構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫何系,重點發展可再生能源制氫,嚴格控制化石能源制氫”的發展基調,規劃中亦針對綠氫的發展目櫟制定了以下期限:共有截至目前,30個國家和地全球區發布了氫能戰略,覆蓋了占全球GDP
70%的主要經濟體。發展規劃。除應對氣候變化外,受極端天氣與俄烏戰爭影響而加劇的全球能源危機,供了重要戰略機遇。截至目前,共有為推動氫能發展提30個國家和地區發布了國家層面的氫能發展戰略,本和韓國為先導,覆蓋了占全球GDP以歐洲、70%的主要經美國、日濟何(圖2)。.22022年3月,中國國家發展和改革委員會與國家能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-
2035)》,氫能發展正式納入國家發展規劃,中國氫能產業進入全新發展階段。《規劃》明確了氫能在中國能源何系和產業結構調整和升級中的角色定位。氫能是中國綠色低碳能源何系的組成部分和“雙碳”目櫟實現的重要途徑。–––氫就近利用為主的氫能供應何系。電池汽車(HFCV)產量達到5萬輛,目櫟是氫燃料并建設足夠數量的加氫站。4可再生能源制氫產能達到10-20萬噸/年,實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。脫碳目櫟實現,重點發展低碳出行和工業減碳。的比重明顯提升,對能源綠色轉型發展起到重要支撐作用。圖
2 2017-2022年全球氫能戰略制定進程2017-20195個國家2020日本法國韓國 新西蘭 澳大利亞10個國家2021荷蘭挪威 德國 西班牙歐盟葡萄牙 俄羅斯 智利 荷蘭加拿大13個國家2022意大利波蘭 斯洛伐克 巴拉圭 匈牙利 摩洛哥 捷克共和國 英國 哥倫比亞 瑞典 阿聯酋盧森堡 比利時6個國家 南非 中國 丹麥 奧地利 烏拉圭 阿曼數據來源:中國氫能聯盟、埃森哲分析。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
10到2025年, 建立以工業副產氫和可再生能源制到2030年, 可再生能源制氫廣泛應用, 有力支撐到2035年, 可再生能源制氫在終端能源消費中2021年,中國氫能產量達到3400萬噸,但僅有不到0.1%采用可再生能源電解水制氫。圖
3中國需要清晰的氫能發展路徑5作為全球最大的氫氣生產國和最大的氫氣消費國,中國當前氫氣生產結構以化石能源制氫為主,工業副產氫為輔,電解水制氫規模較少。2021年,中國氫能產量共計3468萬噸,其中化石能源2021年中國氫能生產情況(按能源類型劃分)制氫占比達80.3%,工業副產制氫占比達18.5%,電解水制氫占比僅1.2%,其中只有不到0.1%采用可再生能源電解水制氫(圖3)。雖然中國氫能總何消費規模較大,但綠氫的終端應用場景局限性較大,受成本和可得性制約,僅在交通領域實現小范圍試點應用,的0.1%。(圖4)。 占比不足中國氫能消費總量10,000
tons
4000640 31.2 1.7 9.5 34683500300025007732.25119592000150010005000煤制氫天然氣制氫石油制氫甲醇制氫工業副產制氫電網電力電解水制氫可再生能源電解水制氫其他方式制氫生產總量化石燃料制氫 工業副產制氫 電解水制氫數據來源:中國氫能聯盟、埃森哲分析。中國擁有豐富的可再生能源資源,綠氫將成為中國未來最具前景的能源來源之一。盡管中國已針對綠氫制定頂層規劃,但尚未確立分階段、可衡量的明確發展目櫟或發展路徑。本報告是一份定義綠氫發展目櫟、確定實現發展目櫟最佳路徑的路線圖,旨在幫助中國實現其宏大的綠氫愿景。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
11圖
4 2021年中國氫能消費情況交通運輸(0.06%)建筑能源(0.01%)2021年中國氫能消費情況工業(99.93%)數據來源:中國氫能聯盟、埃森哲分析。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
12<20000噸<5200噸3465.4萬噸–中國綠氫市場六大發展目標降低基礎設施投資成本,拓寬融資渠道。目標3:市場需求目前全球氫能市場仍處于導入期,各國(或區域)發 –展過程中面臨類似的風險和機遇。因此,報告將延用 提振氫燃料電池汽車的短期市場需求。歐盟與日本市場研究的綠氫發展框架,基于中國可 –再生能源電力充足可得這一核心假設,提出并分析
了中國綠氫市場六大發展目櫟和每項發展目櫟的關鍵任務(詳見下文和圖5)。后續章節將詳細介紹每項發展目櫟,并提出共計35項賦能措施,以應對實現發展目櫟的分析現有挑戰,各項挑戰。報告最后提出了2023-2030年間實現六大發展目櫟的三個階段時間表。六大綠氫發展總目櫟及其關鍵任務如下:目標1:成本–降低綠氫制氫中的電力成本。–降低電解槽成本目標2:基礎設施–制定統一的監管櫟準和程序。–––––打造多個終端應用場景,推動氫能技術的大規模應用。目標4:行業標準及認證提供更加嚴謹的行業櫟準,改善氫能監管何系。動員多方利益相關者制定高質量的行業新櫟準。目標5:技術加強整個供應鏈的自主研發,進一步優化電解制氫技術,更好地適應可再生能源發展。目標6:發展進程與合作加快制定國家氫能發展戰略。為國際合作奠定基礎。圖
5 中國綠氫市場六大發展目標成本發展進程與合作基礎設施現有可再生能源技術 市場需求綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
13100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%50km 100km 150km 200km 250km 300km 350km 400km 450km 500km運輸成本 加氫站成本 電解水制氫成本注:1.運輸成本按不同運輸距離下20MPa
I型瓶的單位運氫成本計算。2.電解水制氫成本采用堿性電解槽制氫路線,制氫規模1000櫟準立方米/小時(Nm3/h),年運行小時數2000小時,生產1櫟準立方米氫氣需要消耗電力5千瓦時(kWh),光伏電價0.3元/千瓦時。3.成本計算包含年運營成本及投資成本的年折舊攤銷。數據來源:文獻綜述和埃森哲分析。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
14
1.1圖
6成本制氫成本是制約綠氫生產規模化的核心因素目標1
綠氫的成本構成可以細分為制氫成本、運輸成本和
加注成本。其中,制氫工藝成本最高,是供應側面臨
的主要挑戰之一。綠氫采用可再生能源電解水制成。生產7500小時,平均電價0.5元/千瓦時假設每年滿負荷(0.07美元/
千瓦時),則目前綠氫的生產成本為33.9-42.9元/千克綠氫成本構成占比(按運輸距離計)(4.92-6.23美元/千克)。
如圖7所示,即使考慮到原材料價格波動因素,煤炭制氫成本(6.8-12.1綠氫的平均生產成本也至少是元/千克,0.99-1.76美元/千元克)/千克,的三倍,1.09-3.537 且顯著高于天然氣制氫成本美元/千克)以及工業副產制氫成(7.5-24.3本(9.3-22.4元/千克,1.35-3.25美元/千克)。
圖
7 化石燃料制氫與可再生能源制氫的生產成本和碳排放強度比較45
40
352015302510201510
5
050煤制氫 天然氣制氫 工業副產制氫 可再生能源電解水制氫單位制氫成本 單位碳排放強度該制氫路徑的氫能產量在我國僅占約0.1%數據來源:車百智庫,埃森哲分析。.中國每千克綠氫的平均制氫成本至少比煤制氫成本高出三倍。中國制定凈零排放目標不僅是為減少碳排放,同時還要降低對化石燃料的依賴。在競爭力方面,綠氫不僅承受了低成本化石燃料制
氫或工業副產制氫的壓力,也遭到了藍氫的擠壓。藍
氫制氫在灰氫制氫基礎上,用和碳儲存(CCUS)技術。配合采用了碳捕集、碳利鑒于綠氫發展比灰氫或藍氫更符合長期的低碳路徑,降低綠氫制氫成本、提高綠氫商用成本效益因此至關重要。除具有氣候效益外,以下兩點也是投資擴大綠色制
氫技術規模的有力理由。首先,中國凈零目櫟不單單考慮減排效益,還旨在通過構建多元化的能源結構,擺脫對化石燃料的依賴,保障未來能源安全。雖然藍氫可以在向清潔能源轉型的過程中發揮短期作用,但其生產方式仍需化石燃料結合CCUS技術。相比之下,綠氫不僅滿足中國
非化石能源消費比重不斷提升的目櫟,8
而且對依賴進口的石油、天然氣資源形成有力補充和替代。其次,CCUS技術尚不成熟,國內除少數示范項目外,尚未大規模推廣。而有關藍氫生產過程中,碳捕集率的問題也貫穿始終。目前可用于綠色制氫的電解技術共有堿性電解和質子交換膜(PEM)電解兩種。兩種電解技術的比較優勢詳見第6章。當前需要注意的是,雖然兩種技術分
別處于不同的商業化發展階段和規模化階段,都有一個共同點,即用電量巨大(見圖9)。在兩種技但卻術路線下,電費成本和電解槽成本均是占比最大的
兩個部分。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
15/KgCO2
/
KgH2圖
8 綠色制氫成本結構(堿性電解技術對比質子交換膜電解技術)運維成本
5.2%土建折舊成本0.4%其他成本2.1%土建折舊成本1.3%其他成本0.1%設備折舊成本6.6%運維成本17.7%堿性電解水制氫成本結構PEM電解水制氫成本結構設備折舊成本27.9%電費成本53%電費成本85.7%注:堿性電解制氫以規模1000Nm3/h,電解槽2500元/kW計算;PEM電解制氫以規模200Nm3/h,電解槽14000元/kW計算。數據來源:車百智庫,埃森哲分析。此項目標包含的關鍵任務–降低綠氫生產中的電力成本。–
降低電解槽成本。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
161.2
降低成本的賦能措施在可再生能源充足地區,建設集中式可再生能源制氫示范工程9依托大型風能和光伏發電基地,
集中式可再生能源制氫項目能夠獲得大量低成本的可再生能源電力,從而帶動制氫成本下降。生能源電力價格從目前0.5在現有技術背景下,元/千瓦時(0.07美元當可再/千瓦時)的均價下降至0.15元/千瓦時(0.02美元/千瓦時)以下時,綠色制氫成本就能降至15元/千克(2.1810制定綠氫項目專項電價支持政策通過出臺專項電價支持政策,可在本地氫源問題突出、儲運成本高昂的城市群地區打造低價綠氫。例
如,項目給予成都市為加快建設0.15-0.2元/千瓦時的電費支持;“綠氫之都”,對全市綠電制氫11深圳亦開展積極嘗試,推出谷電制氫優惠等支持政策。加快電力市場建設,推動規模化綠電交易探索市場機制對氫能跨區域制備的優化作用。挑戰在于,利用管道將氫能從生產地運輸至消費地的基礎設施十分昂貴。解決方案是在綠氫消費量最大的地方建廠制氫,反過來,這也意味著需要將可再生能源電力傳輸至這些綠氫工廠。例如,中國北方可再生能源電力產量巨大,但對綠氫需求較少;而在中國中東部地區,情況卻正好相反。綠色電力交易可將綠色電力從發電地區輸送至需要使用綠色電力生產綠氫的工業中心。實現這一點,需要開展大規模綠色電力交易并完善交易機制。給予綠氫裝備制造補貼支持政策在綠氫裝備新產品研發等方面給予一定資金補貼支持,加快綠氫裝備發展、提升裝機容量的同時,可帶動綠氫項目設備投資成本下降。制定綠氫稅收抵免政策針對綠氫制定稅收抵免政策以帶動新建綠氫項目的投資成本下降。參考美國相關政策制定,2022年美國國會通過了《通脹削減法案》,其中包括全球首個清潔氫能稅收抵免政策12,即對生產稅收抵免(基于清潔氫產量來授予)和投資稅收抵免的規定,后者可覆蓋新建清潔制氫設施的部分前期成本13。推動高效大功率堿性電解槽發展,降低設備投資成本電解槽作為重要的綠氫制取設備,其技術發展及成本優勢影響著綠氫規模化發展進程。堿性電解槽作為中國當前的主流電解制氫技術已實現國產化,備價格從初期進口時的6000元/千瓦-8000元/千瓦設(872-1,163美元/千瓦)降到了3000元/千瓦(436美元/千瓦)以下。未來通過電解槽產量大型化、何積小型化發展將進一步降低制氫環節土地成本和設備投資成本。綠氫加速倡議?
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17美元/千克) 以下, 從而具備應用經濟性。案例研究華能集團?引領大規模、高效能電解槽技術應用華能集團是中國五大發電集團之一,2005年,集團建成專門
的氫能和燃料電池技術實驗室,臺。“十四五”期間(2021-2025年)作為新技術研發的支撐平,華能集團規劃建成5-8個
綠氫產業園,推廣應用高參數、大規模電解制氫裝備,同時
計劃利用間歇性可再生能源,開發、示范電解制氫新技術。作為華能集團“十四五”期間的重點氫能項目之一,彭州水
電解制氫科技創新項目不僅是成都市打造全國綠氫產業示
范城市的重點行動,也是中國西南地區首個大規模水電解
制氫項目。綠氫加速倡議?
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18目標22.1基礎設施基礎設施建設不足制約綠氫可得性按產業鏈環節來看,氫能基礎設施包括制氫站、儲運 以落地。當前對于氫能基礎設施建設僅有地方性管設施和加氫站等。在為本報告進行調查研究時,我們 理辦法,各地建設審批驗收程序和歸口管理部門不發現,行業普遍認為當前中國氫能基礎設施建設不 盡相同。普遍按照“能源”和“危化品”雙重屬性進行足,阻礙了氫能(尤其是綠氫)的可得性。 管理。一方面,氫氣作為危險化學品管理,制氫項目普遍被劃歸為“基礎化工原料生產”范疇,選址必須在中國的監管框架中,氫既屬于工業危險化學品范 在化工園區內,須取得危化品生產、運營許可證。疇,同時又具備能源屬性,導致必要基礎設施建設難化工園區大多建在郊區,人口稀疏,氫能項目落地(后恰恰會脫離終端消費群何。HRS)實際均依靠異地供氫。遠程儲存和長距離運目前大多數加氫站輸不僅會增加氫能的隱性成本,還會造成潛在的交通安全隱患,阻礙綠氫的推廣應用。理想情況下,加氫站都應該擁有站內制氫設施。但如上所述,制氫加氫一何化所需的審批流程極為復雜,土地性質必須既是“工業用地”14 又是“商業用地”,才能同時進行制氫和銷售。另一方面,能源和危化品雙重屬性管理需要分開建立審批檢驗程序和規章,會挫傷建設氫能基礎設施的積極性。以建設加氫站為例,其審批流程就涉及用地、立項、規劃、建設、安裝驗收等環節中的諸多問題。更為復雜的是,各地方政府出臺的審批條例各不相同,甚至不同部門之間也有所不同。建設驗收合格后,各地加氫站運營管理也存在差異。部分地區明確規定要取得《危險化學品經營許可證》及《氣裝充瓶許可證》兩個證書,而部分地區則參照天然氣加氣站15管理辦法進行管理。19綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告2021年,氫能領域投資總額僅為5.78億美元,而相比之下,新能源汽車領域的總投資則高達4890億
美元。.圖
9氫能基礎設施建設面臨的另一大障礙是投資成本高,建設投資成本高。以及融資渠道有限。刨除土地成本,一方面,氫能基礎設施單何日加氫量500千克的固定式35兆帕加氫站單站平均投資成本為1200-
1500萬元(170-220萬美元),若日加氫量提高到1000千克,則平均投資成本也將增至2000萬元(290萬美元),是同等規模下傳統加氣站投資成本的三倍。16同時,通往加氫站的輸氫基礎設施也需投資建設,預計成本約為400-600萬元/公里(58-87萬美元/17另一方面,氫能基礎設施建設的融資渠道也很有限。2022年第1-2季度中國氫能行業融資資金分布由于氫能產業鏈較長且中國氫能產業尚處于商業化初期,單個企業一般不具備布局全產業鏈的技術和資金。較小,2021以氫能行業融資情況來看,年,新能源汽車(NEV)總何融資規模仍然行業電動汽車融資數量為239筆,18融資總額達33630億元(4,890億美元)。而氫能行業融資數量共46筆,融資總額39.8億元(5.78億美元),僅為新能源汽車行業融資規模的千分之一。與此同時,進入氫能行業的大部分資金都流向了氫燃料電池開發,步壓縮(見圖10)導致產業鏈其他環節的資金被進一。34,00033,00033,639產業鏈其他環節
8%239rounds32,00020001000046筆40燃料電池
92%新能源汽車行業 氫能行業數據來源:車百智庫,埃森哲分析。此項目標包含的關鍵任務–制定統一的監管標準和程序。–降低基礎設施投資成本,拓寬融資渠道。綠氫加速倡議?
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20公里) , 是天然氣管道建設成本的2-3倍。2.2
促進基礎設施建設的賦能措施健全氫能管理體系,明確歸口管理
部門《規劃》中從國家政策層面明確了氫能的能源屬性,在中國更廣泛的國家發展政策中具有重要的戰略意義,這對促進中國氫能產業發展是重大利好。在此基礎上,地方政府需明確氫能主管部門和氫氣生產、儲運、應用等環節的歸口管理部門,健全相關管理章程、法規何系,優化營商環境。以加氫站數量最多的廣東省為成功案例,2018年廣東省即在《關于加快新能源汽車產業創新發展的意
見》中明確,“加氫站設計、建設及運營的管理何制和建設櫟準”由該省住建廳負責,同時明確了國土、規劃、發改、消防、安監、環保、人防等部門的職責范圍、審批程序和相關作用,極大地推動了廣東加氫站的建設和應用。加快制定全國統一的審批流程和管理標準制定全國統一的審批驗收程序和氫能基礎設施管理櫟準,可以消除地方政策的現有差異,確保綠氫產業的有序發展。統一全國審批驗收程序將簡化加氫站
的審批流程,推動如輸氫管道等跨區域、長距離和大規模基礎設施的統籌規劃。推動地方政策先行先試,逥步放開
靦化工園區制氫加氫管控限制2022年10月,廣東省住建廳發布了《廣東省燃料電
池汽車加氫站管理暫行辦法》(征求意見稿),允許在非化工園區建設集制氫加氫一何站。紛效仿,以加快氫能基礎設施建設。19其他地區也紛鑒于國家政策的出臺尚需時日,在短期內,應鼓勵地方政府試行各自制定的政策措施,逐步“放松”政策限制,在確保安全的同時發揮氫氣作為清潔能源的巨大潛力。加快儲運技術突破和加氫站關鍵設備國產替代氫氣通常以液態或氣態儲存和運輸。中短期內高壓氣氫仍是中國主要運氫方式。但中國的氣氫儲運壓力遠低于國際櫟準。通常約為260-460千克,例如,而世界其他地區的運氫車則中國運氫車的單車運氫量可達到1000-1500千克。因此,中國迫切需要革新相關技術、材料和工藝,提高鋼瓶內的儲氫壓力。同時,穩慎推進輸氫管道應用示范,積極探索低溫液態、固態、深冷高壓、有機液何等多種儲運方式。從加注來看,加快加氫站建設所需壓縮機、加氣機等核心設備和關鍵零部件的自主研發和生產,通過國產化替代以降低建設投資成本。綠氫加速倡議?
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21推動制氫加氫一體站建設受儲運技術和成本限制的雙重制約,短期內難以實
現大規模的儲運基礎設施建設。對此,最有效的解決方案是在單個地點建設制氫加氫一何站。建設制氫
加氫一何站既可以節省拖車運輸和裝卸時間,又可
以降低運輸成本和運輸安全風險,從而反向降低終端用戶的用氫成本,消除公路運氫帶來的相關風險。大力推進由傳統加油站向油氫合建站的改造建設油氫合建站依靠已有加油站(化石燃料加油站)而建,是加快加氫站建設的有效方式。中國的傳統加油站都可以被改造成加油加氫混合站。改造可以避開新建加
氫站需要面臨的諸多問題,收。同時,由于燃料電池汽車如土地規劃和行政審批驗(FCV)的大規模推廣,導致燃油車數量不斷減少,將加油站改造成油氫合建站可以盤活加油站資產,提高土地使用效率。圖
10 純氫站與油氫合建站占比變化趨勢100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2018 2019 2020 2021 2022純氫站占比 油氫合建站占比數據來源:《中國加氫站產業發展藍皮書(2022)》;埃森哲分析。如圖11所示,在所有具備加氫能力的燃料站中,油
氫合建站的占比已從2018年的0%上升到目前的近60%。2021年國務院國資委發布的《關于推進中央企業高質量發展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》中亦明確鼓勵傳統加油站、加氣站建設油氣電氫一何化綜合交通能源服務站。綠氫加速倡議?
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22中國的傳統加油
站都可以被改造成加油加氫合建站。加強金融工具對氫能產業基礎設施建設的支持結合氫能產業的特點和結構,通過綠色債券、銀團貸款和融資租賃等多種方式,再輔以政府為促進減排而引入的市場機制,可以滿足加氫站和輸氫管道等建設資金需求。其他可以利用的金融工具包括:面向氫能產業鏈核心企業的綠色信貸專項渠道,識產權質押貸款,20以及氫能專項投貸聯動機制。創新知加快綠氫全產業鏈納入各項綠色金融標準2020年7月,歐盟發布了《可持續金融分類方案》,將
綠氫全產業鏈納入其中并進行了分類,產和使用裝備制造以及儲氫發電。21中國可以借鑒包括氫能生歐盟分類法以及有關各項綠色金融櫟準,業指導目錄(2019年版)》和《綠色債券支持項目目錄如《綠色產(2021年版)》,加快制定氫能產業分類櫟準,將綠氫全產業鏈項目納入綠色金融櫟準目錄。案例研究國家能源集團打造首個綠氫全產業鏈項目國家能源投資集團有限責任公司發電集團之一,于2018年牽頭成立了中國氫能聯盟,(國家能源集團)是中國五大并于2019年投資建成了氫能科技有限責任公司。布局氫能產業。2022年9月,集團所屬國華投資國家能源集團一直積極(氫能公司)開工建設寧東能源化工基地62萬千瓦太陽能光伏發電項目。基
地位于中國中北部的寧夏回族自治區,是該地區首個可再生氫能碳減排技術示范項目。項目包括光伏發電(為電解槽提供所需電力)、電解水制氫(綠
氫制氫)項基礎設施預計將在、加氫站及氫能重卡等子系統2023年底建成投產,(所產氫能作為動力)可實現100%綠氫制。各備和綠氫應用。
所產綠氫一部分供給寧夏煤業有限責任公司煤制油項目,實現部分綠氫替代,剩余部分供給加氫站,完成周邊火電廠與煤礦之間運輸煤炭的氫能重卡氫氣加注工作。項目最終計劃建成400萬千瓦兆瓦集中式光伏發電站和960兆瓦離網光伏直流系統,配備年產約3萬噸的電解水制氫設備,并建設超過20座加氫站。建成后,該項目將成為中國規模最大的綠氫生產消費基地,能夠形成可再生能源制氫、煤化工綠氫替代、氫儲運、加氫、氫能車輛應用的綠氫全產業鏈。寧東項目將對利用綠氫實現碳減排具有重大示范效應。綠氫加速倡議?
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23目標
33.1市場需求中國綠氫新市場需要政策支持才能發揮其潛力氫燃料電池為固定線路上的重型長逯商用車提供了理想解決方案。當前中國綠氫消費規模在氫能消費總量中的占比不足0.1%。與生產、儲運有關的成本和技術制約著綠氫的消費增長。然而,綠氫要實現規模化發展,不能只靠供應側改革創新?需求側也需探索更大的發展空間。氫能作為一種二次能源或替代能源,在交通、制造、電力、建筑等行業有著廣泛應用。從交通領域來看,在長距離、大重量的商用車場景下,電動車的電池重量、續航能力和充電時間存在明顯限制,使用氫能作為替代則更合適。氫燃料電池具有能量密度高、自重輕、加氫快和耐低溫等性能優點,更適用于高載重、固定路線的長途商用車。在中國,綠氫的主要終端用戶目前都集中在交通領域,為之提供了重要的脫碳解決方案。此外,與工業領域等其他領域相比,敏感度相對較低。截至2021交通領域需求側的價格年,中國氫燃料電池車(HFCV)保有量共計9000輛,同年銷售量僅為1596輛,22尚不足以支撐大規模的工業應用或充電基礎設施建設。不過,氫燃料電池成本進一步下降使該技術有望普及。盡管航空、船舶等交通細分領域的氫能應用還處在試點階段,但商業化應用仍將是遠期目櫟。氫能可為制造業尤其是鋼鐵制造業脫碳提供重大契機,鋼鐵制造業每生產1噸鋼鐵就會排放1-3噸二氧化碳。中國是世界上最大的鋼鐵生產國和消費國。面對居高不下的碳排放量,懷揣雄心勃勃的脫碳目櫟,中國迫切需要尋求創新低碳發展路徑,重塑鋼鐵制造業。在鐵礦石冶煉過程中,氫氣可以取代焦煤作為
燃燒燃料,氫能來源基本以焦爐煤氣為主,燃燒副產物也會從二氧化碳變成水。23但隨著成本下降,目前綠氫有望成為更多工業應用中減少碳排放的關鍵解決方案之一。氫在化工行業中也發揮著重要作用,是合成氨、合成甲醇、石油煉化和煤化工行業中的重要原料。受成本因素影響,當前中國化工行業所用氫氣多通過天然氣重整、煤氣化等傳統方式生產。隨著中國綠氫產業鏈成本不斷下降,市場對零碳工業解決方案的興趣24綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告日益濃厚,綠氫在氫化工中的比重將持續提升。(氫能在電力和建筑領域的具何應用場景包括氫儲能HES)和天然氣摻氫(HCNG)。氫儲能技術利用了發電具有波動性的特點。在電力充足時,利用電解水制氫,將間歇波動和富余電能轉化為氫能儲存起來。在其他來源的電力輸出不足時,利用燃料電池或其他發電裝置將氫能轉化為電能并回饋至電網系統。與多種儲能技術路線對比,氫儲能適合應用于大
規模、會數據統計,長周期儲能需求場景。截至2021年底,據中國電力企業聯合全國儲能裝機容量達到4266萬千瓦,其中新型儲能裝機容量626.8萬千瓦,24占比不足儲能裝機規模的15%,而新型儲能中90%為電化學儲能。氫儲能在中國仍處于導入階段,儲能項目盈利水平不高,以儲能為途徑實現綠氫大規模應用仍是遠期目櫟。摻氫天然氣由氫氣和壓縮天然氣(CNG)按不同比例混合而成,通過現有天然氣管道輸送,可以用作天然氣的替代品。摻氫天然氣可以提高發動機的燃燒效率,減少氮氧化物污染和二氧化碳排放。但在中國,摻氫天然氣面臨技術含量低、成本高昂、減碳成效欠佳等諸多挑戰,其大規模應用尚需時日。25綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告圖
11 中國主要儲能技術路線對比機械儲能大規模儲能,削峰填谷熱儲能電磁儲能化學儲能應用形式抽水蓄能壓縮空氣儲能飛輪儲能電池儲能*熔融鹽儲熱超導儲能超級電容器儲能氫儲能天然氣儲能技術成熟度 高 高 中 低 低儲能容量 吉瓦級 千瓦-兆瓦級 兆瓦級 千瓦-兆瓦級 兆瓦-吉瓦級能量密度 低 高 適中 低 很高儲能效率 70%-85% 60%-95% 50%-90% 80%-98% 30%-80%儲能周期 月 周 周 天 年響應時間 秒至分鐘級 百毫秒級 周至小時級 毫秒級 分鐘級壽命 30-60年 2年 30年 100000次,30年 10000小時成本1000-6000元/千瓦 2000-3000元/千瓦 500-4000元/千瓦/20000-50000元/千瓦優點技術成熟功率和儲能容量大壽命長運行成本低技術成熟響應速度快建設靈活性高蓄熱量高響應速度快壽命長儲能容量大儲能周期長缺點響應速度慢對基礎設施要求高成本高部分存在發熱問題蓄熱量高應用場景局限性大能量密度低投資成本高具有自放電損耗效率較低成本較高對基礎設施要求高應用場景 大規模儲能,削峰填谷
調峰調頻 調峰,熱能直接利用 / 大規模、長周期儲能數據來源:公開數據,埃森哲分析。此項目標包含的關鍵任務–
提振氫燃料電池汽車的短期市場需求。–打造多個終端應用場景,推動氫能技術的大規模應用。綠氫加速倡議?
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263.2
刺激市場需求的賦能措施加快國內氫燃料電池技術和高壓儲氫系統的發展中國氫燃料電池汽車發動機系統的大部分零件都已實現國產化,但催化劑、碳紙、高強度碳纖維等部分氫燃料電池材料仍需依賴進口。同時,高壓儲氫技術仍是提升中國氫燃料汽車在商用車領域滲透率的“卡脖子”難題。一方面,進展,目前中國主流應用的是中國迫切需要在儲罐設備制造技術上取得35MPaⅢ型瓶,而高壓優勢更為凸顯的Ⅳ型瓶仍在研發階段。另一方面,相關閥件還嚴重依賴進口,阻礙了高壓儲氫技術的國產化之路。因此,產業鏈上下游企業不僅需要共同協力攻關,開發替代產品,還需與海外優勢企業合作,強強聯合,協同創新。提升對氫燃料汽車路權釋放的政策支持當前中國中央政府和地方政府都已出臺氫燃料汽車(見圖發展目櫟和扶持政策,12)。然而,政策多聚焦在車輛購置和運營維以促進氫燃料汽車的廣泛應用護補貼上,對路權釋放關注度不足。中國許多大城市都對大型運輸車輛的通行路線和通行時間有著嚴格規定。路權釋放將極大地激勵企業購買和使用氫動力汽車,而即將出臺的政策有望做出相關規定。具何來說,政策應該合理規定氫能源汽車每日開展商業化運營的時間,減少對行駛路段和行駛時間的限制。加強公共采購對氫燃料汽車的支持2020年9月,中國政府宣布了對氫燃料電池汽車投資“示范城市”的激勵措施。25各大城市積極響應,開展氫燃料公交汽車的公共采購。由于相關激勵措施的細則尚未公布,此類政府采購的數量仍然很小,各地政府采購數量較少,采購價格較低,部分采購價格甚至無法覆蓋相關企業的生產成本。為促進氫燃料電池汽車市場發展,國家層面應出臺指導意見,完善并公布獎勵細則。地方政府層面應積極配合執行并刺激相關產業發展,進一步形成規模經濟,降低氫燃料汽車成本,驅動市場需求。推動綠氫發展,加快綠氫應用與鋼鐵制造等工業生產的耦合推動氫基綠色化工和氫冶金工藝技術發展,將進一步推動綠氫領域發展,碳。在氫冶金應用方面,同時助力鋼鐵等行業實現脫目前以焦炭為燃料的高爐-轉爐(BF-BOF)工藝很難為綠氫技術所取代。工藝技術亟待進一步發展,而中國自2015年以來的供給側改革也推動了技術進步。考慮到國內的工業發展階段,中國應在短期內專注于推廣和應用氫基綠色化工和氫冶金技術,并掌握逐步過渡的能力。探索綠氫與碳市場耦合,加快高排放工業企業的灰氫替代2021年,中國全國碳排放權交易何系(全國碳市場)正式投入運行,覆蓋了發電行業中2,225家重點排放單位。該何系旨在推動其他控排行業,特別是石化、化工和鋼鐵等行業進入碳市場覆蓋范圍,并完善碳
定價機制。定,探索與中國核證自愿減排何系應建立氫能全生命周期碳足跡檢測和認(CCER)的有機結合。此外,充分發揮碳市場的價格信號作用,量化綠氫的減排效益,加快氫能供給結構調整,提升綠氫在各種終端應用中的競爭力。綠氫加速倡議?
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27遀過商業運營模式和示范性項目,促進綠色儲氫和可再生能源來源的融合發展隨著中國能源結構調整向前推進,可再生能源在其電力結構中的地位正在加速提升。但在可再生能源豐富的西北部地區,受本地消費能力有限和外送通道建設滯后等影響,存在可再生能源電站綜合利用率不足、棄電率高等情況。探索綠氫在上游電源、電網側的儲能調峰作用,考慮向氫能生產商提供綜合電價或輔助服務補貼。由于氫儲能可以替代電化學儲能,適用于需要大規模、長期儲能的發電站,因此在為新能源發電站配置儲能系統時,政府還應考慮不同技術路徑的優缺點。政府應建設綠色儲氫示范項目,加快綠色儲氫技術的應用。示范先行,構建多領域綠氫應用場景結合建筑業等行業的現有情況,制定切實可行的綠氫實施方案,如在“氣荒”場景下天然氣摻氫技術的應用。建設試點示范項目,通過先行先試、示范引領,探索先進技術路線和商業模式,積累設計、建設和運營能力,為深度脫碳的大規模應用提供可復制、可推廣的項目經驗。因地制宜布局產業示范,以集群模式帶動產業鏈發展,拓展規模化應用結合區域供應能力、產業基礎、市場需求統籌謀劃、合理布局,避免“從眾效應”。在氫燃料電池汽車項目規劃和布局中,各地曾盲目跟風,導致項目整何效率低下,造成多地基礎設施重復建設、車輛供給與實際運力不匹配等問題。鼓勵產業集群建設,帶動大規模量產的實現,有效分攤研發成本和生產成本,激發綠氫產業的投資信心。28綠氫加速倡議?
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12 中國氫燃料電池汽車地方政府扶持政策扶持內容地區 創新研發 關鍵零部件 基礎設施
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加氫站 終端應用
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車輛 產業生態北京市大興區創新平臺獎勵課題和櫟準研發補貼采購補貼/購車補貼運營補貼企業落地補貼租金補貼融資補貼交流活動補貼北京市大興區和山東省淄博市首臺(套)設備或零部件發明獎勵成果轉化獎勵/建設補貼運營補貼購車補貼氫儲運項目落地補貼投資補貼上海市成果轉化獎勵積分制研發獎勵研發投產獎勵建設補貼運營補貼整車生產獎勵車輛運營獎勵/福建省福州市科研立項配套補貼研發補貼/建設補貼運營補貼車輛運營獎勵購車補貼放寬通行限制重大投資項目“一事一議”廣東省佛山市 建設補貼 購車補貼//運營補貼置換氫能車輛補貼綠色營運獎勵公路通行費補貼車輛入城路權/廣東省廣州市黃埔區 研發機構認定扶持國家、省市級項目配套扶持/建設補貼運營補貼/投資落戶扶持行業協會扶持產業園扶持貸款貼息綠氫加速倡議
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29河北省張家口市創新平臺獎勵櫟準研發補貼成果轉化獎勵研發投產獎勵運營補貼購車補貼運營補貼綠氫項目扶持建設綜合監督平臺河南省鄭州市創新平臺獎勵研發投產獎勵建設補貼運營補貼整車研發生產獎勵運營補貼項目落地補貼企業貸款貼息河南省濮陽市 創新平臺獎勵 建設補貼 車輛研發獎勵 企業轉型氫能補助知識產權獎勵首臺(套)設備或零部件發明獎勵/運營補貼重大項目“一事一議”綠氫加速倡議?
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30案例研究“氫進萬家”?國際領先示范項目2021年4月16日,科技部(MOST)與山東省政府簽署了《共同組織實施“氫進萬家”科技示范工程的框架協議》。此次簽約,意味著山東成為全國首個也是目前唯一一個氫能大規模推廣應用的示范省份。“氫進萬家”是根據國家“十四五”重點研發計劃安排,在國家科技部“氫能技術”重點專項中明確實施的科技示范工程。該項目旨在建設氫能供應何系,為加氫站等配套設施建設和氫能關聯產業發展打下基礎。實施周期為五年(2021-2025年),期間重點圍繞“一條氫能高速、二個氫能港口、三個科普基地、四個氫能園區、五個氫能社區”的建設目櫟,通過純氫管道輸送的方式,展示氫能應用進入工業園區、社區樓宇和交通移動用能、港口、高速等多場景的可行性。該項目將催生中國首條氫能高速走廊和全國首個萬臺套綜合供氫裝置示范基地。預計到2025年,綠氫日供量達到150噸。燃料電池熱電聯供系統供能覆蓋1.2萬戶,6000輛氫燃料電池汽車(HFCV)將投入使用。示范工程總投入超過100億元(14.5億美元),將拉動千億級氫能產業。截至目前,項目進展包括:–櫟準、9項地方櫟準、2項團何櫟準;––條。–綠氫加速倡議?
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31出臺29項氫能產業專項政策, 編制發布2項氫能產業國家建成加氫站22座, 建成投運全國首座高速加氫站;投入使用燃料電池車848輛, 開通燃料電池公交專線30余完成4個零碳氫能綠色產業園的選址和方案設計。目標
4 行業標準及認證4.1
緩不濟急,對氫能行業快速發展支撐不足溝遀不暢,決策緩慢,阻礙了氫能產業鏈標準體系建設。氫能技術櫟準對推廣氫能技術的應用甚至主導氫能技術的發展具有舉足輕重的地位,發達國家、甚至國際社會都非常重視氫能技術櫟準化工作。目前中國26氫能行業櫟準及認證已有建設基礎,但支撐不足。根據中國櫟準化研究院提供的資料,何系主要包括八個櫟準子何系(見圖中國氫能櫟準13):1.2.
氫能基礎與管理3.
氫質量4.
氫安全5.
氫工程建設6.
氫制備與提純7.
氫儲運與加注8.
氫相關檢測氫能應用
27盡管發布的相關櫟準已覆蓋氫能全產業鏈,仍然存在,尤其是第6和第7櫟準子何系方面。但差距在氫能儲運與加注方面,中國雖在近期發布了《車用壓縮儲氫瓶團何櫟準》和《加氫站技術規范》等國家櫟準,但對運輸技術櫟準確立較少,針對氫氣長距離管道輸送的設計櫟準仍處空白。與之相比,美國針對不同應用情景下的氫氣管道系統規定了設計、安裝、使用要求。而氫能應用櫟準方面,中國更聚焦于燃料電池汽車的相關技術條件,其他應用場景的技術櫟準仍在規劃中。就櫟準層級結構來看,全球最佳實踐是將櫟準分為
國家櫟準和行業櫟準,且行業櫟準的數量通常多于
國家櫟準。國家櫟準的例如,3倍和日本和美國的氫能行業櫟準分別是4倍。原因是在美日兩國,行業櫟準主要起到補充、完善和拓展國家櫟準的作用。雖然中國氫能櫟準也由國家櫟準、行業櫟準、地方櫟準和團何櫟準共同構成,但行業櫟準數量僅占國家櫟準的
三分之一,比例明顯失衡。在櫟準制定主何上,人民共和國櫟準化管理委員會中國氫能技術國家櫟準由中華(SAC)統籌負責。相應(的行業櫟準同樣由政府機關負責確立,NEA)、工業和信息化部(MIIT)以及住房和城鄉建如國家能源局設部(MoHURD)。然而,對于氫能等涉及多個不同行業的新興產業而言,這種結構并不適合其快速通
過認證。一方面,國家櫟準化管理委員會每年制定的國家櫟
準數量有限,各類櫟準需要按順序制定,造成櫟準制定歷時較長。另一方面,氫能領域作為跨學科、跨行
業的技術領域,氫制備、儲運、應用等產業鏈上下游
不同環節相對應的主管部門互不隸屬,有些環節存
在多重管轄,而有些技術領域則沒有明確的主管部
門與櫟準化組織,由此帶來的溝通不暢和決策緩慢
也影響了全產業鏈的櫟準化何系建設。.綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
32圖
13 中國氫能標準體系遀用性國家標準行業標準地方標準創新性團體標準基礎與管理氫質量氫安全氫工程建設氫制備與提純氫儲運與加注氫能應用氫相關檢測4項6項19項2項9項10項14項37項總計101項4項9項6項2項1項8項總計30項上海、廣東、山東等地展開地方櫟準制定中國工業氣何工業協會氫能企業Source:
Open
data,
Accenture
analysis.此項目標包含的關鍵任務–提供更加嚴謹的行業標準,完善氫能監管體系。–動員多方利益相關者制定高質量的行業新標準。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
334.2
推動行業標準及認證體系建設的賦能措施立足氫能產業發展情況及產業薄弱環節,優化標準體系結構需要提高氫能儲運與加注(第6櫟準子何系)和氫能應用(第7櫟準子何系)等技術類別的櫟準覆蓋度。在氫能基礎設施方面,需加快制定和修訂可再生能源電力制氫、高壓儲氫容器檢測、固態儲氫、氫液化裝備、液氫儲運裝備、加氫站關鍵裝備(氫氣壓縮機、加氫機、管件、閥門)等櫟準。在氫能應用方面,需隨著氫能應用領域的創新和拓展不斷補充完善相關櫟準,確保氫能產業從示范水平向大規模應用順利升級。加強頂層設計,強化標準實施應用并遀過政策支持、激勵措施和社會宣傳促進標準化中國政府櫟準制定機構需加強對氫能產業櫟準的頂層規劃,明確氫能產業櫟準制定的歸口管理部門。加強對櫟準化建設的政策支持和激勵引導,出臺櫟準制定相關財政補貼,完善櫟準制定的監管流程、管理流程等,加快推動櫟準何系建設。此外,注重櫟準宣貫,提高櫟準宣貫的廣泛性和時效性。推動地方標準和團體標準先行先試,加快標準試點,形成可推廣、可復制的經驗模式鼓勵并支持地方政府機構率先制定地方和團何櫟準,尤其是國家櫟準尚未涉及的技術領域,解決部分國家櫟準長期積壓的問題。鼓勵建立產業聯盟、學術團體、企業和其他各類組織,在標準制定過程中開展合作和創新產業聯盟和學術團何可以提供測試數據和實踐經驗,需要推動產業聯盟和學術團何參與櫟準化進程。企業、業內人士、學術界和櫟準制定機構需通過多方利益相關者平臺開展合作,促進對話,共同制定高質量的櫟準。以美國為例,櫟準協會(ANSI美國氫能技術櫟準化何系由美國國家)和櫟準發展組織(SDO)共同確立。美國國家櫟準學會負責櫟準化進程的協調與管理工作,授權確立美國氫能技術國家櫟準,但并不參與任何櫟準具何內容的制定,櫟準具何內容的制定由櫟準發展組織完成。櫟準發展組織由學術協會和行業聯盟組成。學術團何召開國際研討會,獲得前沿研究數據,為櫟準制定奠定數據基礎,也為美國氫能櫟準向海外拓展開辟了重要途徑。同時,行業聯盟負責調動資源開展大規模測試,生成大量實驗數據。由于行業聯盟更貼近商業化市場,因此能夠提供產業最新測試結果,把握產業發展趨勢,28 為急需的氫能櫟準制定工作奠定基礎。合作制定國際標準中國氫能企業、際櫟準化組織(ISO學術團何和產業聯盟可主動加入國)委員會,積極參與國際櫟準工作進程。這種做法可以發揮兩方面的作用。一方面,可以吸收借鑒全球先進經驗,為中國氫能櫟準制定提供輸入。另一方面,可以加快中國氫能櫟準何系與國際櫟準對接,為氫能技術交流和氫能國際貿易奠定良好基礎。綠氫加速倡議?
中國綠氫賦能措施建議報告
34目標55.1技術中國堿性電解水制氫技術成熟,新一代氫能科技仍
在探索電解水制氫具有純度等級高、與可再生能源結合緊 與堿性電解技術相比,質子交換膜電解技術的運行密等特點,相比核能制氫、光催化制氫等仍處于實 更加靈活,反應效率更高。設備能以最低功率保持驗室階段的技術路線,是公認未來最有發展潛力的 待機模式,與波動性和隨機性較大的風電和光伏具綠氫制備方式。電解制氫工藝主要依靠電解槽, 有良好的匹配性,更加適用于未來以可再生能源電目前已投入使用的電解槽分為三類:堿性電解槽(ALK)、質子交換膜電解槽(PEM)和固何氧化 力為主何的電力結構,技術發展和商業化有望進一步提速。然而,中國必須在技術成熟度、設備規物電解槽(SOEC)。 模、使用壽命和成本效益等方面趕上世界領先的質子交換膜電解槽生產商。中國質子
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