新西蘭氫能發(fā)展愿景綠皮書(shū)新西蘭政府的目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)零碳經(jīng)濟(jì)。要實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)，要求新新西蘭從嚴(yán)重依賴(lài)碳?xì)浠衔铮ㄈ缡汀⒚禾亢吞烊粴猓┑哪茉聪到y(tǒng)，過(guò)渡到基于可再生能源的能源系統(tǒng)。在全球?yàn)閼?yīng)對(duì)氣候變化而尋求脫碳的進(jìn)程中，氫能有望發(fā)揮其成為碳?xì)浠衔锏那鍧嵦娲返臐摿Α?/p>

輸、共享出行和公共交通等。雖然在化石燃料和工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣（棕色、藍(lán)色和灰色）可以在新西蘭地區(qū)和現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮作用，但政府認(rèn)為，新西蘭有更多的機(jī)會(huì)探索利用可再生能源生產(chǎn)綠色氫氣，作為國(guó)內(nèi)和出口的替代燃料。私營(yíng)部門(mén)與國(guó)內(nèi)外參與者的合作伙伴關(guān)系等。隨著最近成立的新西蘭氫能協(xié)會(huì)工作的開(kāi)展，以及來(lái)自國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，這些合資企業(yè)正在推動(dòng)氫能行業(yè)的興起和經(jīng)濟(jì)的發(fā)氫氣的生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)技術(shù)正在迅速發(fā)展，可再生能源系統(tǒng)成本正在向化石燃料系統(tǒng)靠近。如今，綠色制氫的生產(chǎn)成本極具挑戰(zhàn)性，電力成本是電解經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要因素，其成本高于天然氣產(chǎn)生的棕色氫氣，并伴有溫室氣體二氧化碳的排放。當(dāng)綠色氫燃料成本與基于化石燃料的氫氣價(jià)格持平時(shí)，人們的預(yù)測(cè)會(huì)有所不同。國(guó)際能源署在2019年的報(bào)告中預(yù)測(cè)，由于可再生能源成本下降和制氫規(guī)模的擴(kuò)大，到2030年，可再生能源生產(chǎn)氫氣的成本可能下降30%；其它方面則預(yù)測(cè)綠色氫燃料的成本將下降得更快；而NEL最近指出，就總擁有成本而言，可再生氫燃料已經(jīng)超越了化石燃料的選擇。在適當(dāng)?shù)恼咂脚_(tái)支持下，中短期內(nèi)可以通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和投資來(lái)克服開(kāi)發(fā)氫氣過(guò)程中的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括成本和技術(shù)成熟度、安全性、監(jiān)管法規(guī)和政策的不確定性與空白、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展、建設(shè)氫能經(jīng)濟(jì)、利用水和其它自然資源開(kāi)發(fā)新的可再生能源、對(duì)能源使用效率的認(rèn)識(shí)低下，以及對(duì)投資決策中生命周期評(píng)估的必要性缺乏了解。

蘭可以生產(chǎn)最清潔的綠色氫氣，并有可能在國(guó)際市場(chǎng)上獲得高價(jià)，這是新西蘭政府希望探索的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。報(bào)告宗旨該報(bào)告討論了如何將氫氣融入新西蘭更廣泛的能源和運(yùn)輸系統(tǒng)中，以現(xiàn)有工作為基礎(chǔ)，確定氫氣在新西蘭的能源、運(yùn)輸和出口方面可能的應(yīng)用、益處和障礙，并討論氫在脫碳過(guò)程中可能發(fā)揮的作用，以及能源彈性和國(guó)家的氫能戰(zhàn)略框架。新西蘭政府旨在通過(guò)該報(bào)告征求各方的反饋意見(jiàn)，以了解有關(guān)氫氣在更高效、更具可持續(xù)和更具包容性的經(jīng)濟(jì)中的作用，從而為新西蘭未來(lái)的福祉做出貢獻(xiàn)。報(bào)告愿景新西蘭有一個(gè)重要的機(jī)會(huì)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力、熱力和交通系統(tǒng)的脫碳，新西蘭擁有豐富的可再生能源潛力，并可向其他正在尋求低碳途徑的國(guó)家展示其在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位。圖1氫能在新西蘭經(jīng)濟(jì)中的潛在作用綠色氫能的生命周期是一個(gè)從水到水的旅程。如圖2所示，它是利用太陽(yáng)能或風(fēng)能從水中生成的。當(dāng)使用時(shí)，沒(méi)有污染的副產(chǎn)品，除了能源外，唯一的輸出就是水。從這個(gè)角度看，綠色氫氣是一種能源載體，與新西蘭對(duì)清潔可再生能源的未來(lái)

體狀態(tài)下，氫是無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)色、無(wú)毒的。它很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，釋放出大圖2氫的生命周期量的熱量，僅產(chǎn)生廢水。按重量計(jì)算，其能量含量很高，幾乎是汽油的三倍。(H2種可以轉(zhuǎn)移和存儲(chǔ)能量的能源載體，并非是天然氣、煤炭、生物質(zhì)或風(fēng)能等一次能源。氫不是自然存在、天然豐富的，必須要生產(chǎn)而得。由天然氣或煤的氣化產(chǎn)生的氫氣，以及隨之產(chǎn)生的釋放到大氣中的二氧化碳，是棕色氫氣的常見(jiàn)生產(chǎn)方法。如果將排放的二氧化碳捕捉并封存（CCS），將會(huì)成為藍(lán)色氫氣。另外，灰色氫氣是在工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。2、氫的種類(lèi)氫氣按照生產(chǎn)來(lái)源可以分為以下幾類(lèi)：（藍(lán)色）。建立氫能進(jìn)入低排放的經(jīng)濟(jì)體系氫氣的許多應(yīng)用潛力在不斷發(fā)展的低排放經(jīng)濟(jì)中可能發(fā)揮多種作用，并成為電

力和其它低排放方案的補(bǔ)充。發(fā)掘氫氣在新西蘭低排放經(jīng)濟(jì)中的潛在作用，需要同步開(kāi)發(fā)、擴(kuò)展并整合供應(yīng)鏈上的所有組件。氫氣并非新鮮事物，現(xiàn)已有氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)的全球管理標(biāo)準(zhǔn)。與其它能源載體一樣，氫氣在大規(guī)模使用時(shí)也需要完善的健康和安全管理。如無(wú)法很好地衡量并管理風(fēng)險(xiǎn)，安全方面的考慮和事件可能會(huì)減緩甚至阻止新能源技術(shù)的部署。氫氣是一種無(wú)毒氣體，但在合適的氧氣混合物中極易燃燒。其高浮力和擴(kuò)散性可在一定程度上緩解這種情況，從而使其迅速消散。但其火焰是肉眼不可見(jiàn)，且無(wú)色無(wú)味，使人們更難發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和泄漏。更少的熱輻射和垂直的火焰輪廓意味著氫氣不太容易點(diǎn)燃附近的材料或基礎(chǔ)設(shè)施。在新西蘭，像BOC和RefiningNewZealand等組織，有著幾十年的氫氣工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。已擁有安全處理的規(guī)程，并建立了特定站點(diǎn)形式的氫燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)有的能源產(chǎn)品包括汽油、柴油、天然氣、電力、煤炭等，對(duì)健康和安全的影響，雖然存在著易燃和毒性等風(fēng)險(xiǎn)，但可以進(jìn)行管理以使用戶滿意。為了釋放氫氣的潛力，在構(gòu)建從供應(yīng)到最終使用的能源價(jià)值鏈時(shí)，需要采取協(xié)調(diào)一致的整體方法。扶持政策和監(jiān)管是圖3平衡供應(yīng)與需求建立氫能對(duì)低排放經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)的重要組成部分，并有助于平衡供應(yīng)與需求的關(guān)系（見(jiàn)圖3）。1、新西蘭的可再生能源潛力標(biāo)是到2035年提高至100%，開(kāi)發(fā)潛力，尤其是在風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物例如，新西蘭目前已批準(zhǔn)但尚未建成的陸上風(fēng)力發(fā)電超過(guò)2500兆瓦，其中包括

多達(dá)286臺(tái)渦輪機(jī)，858兆瓦的城堡山風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。陸上風(fēng)能主要集中在南島。潛在的陸上風(fēng)能可達(dá)10,000兆瓦，這還不包括海上風(fēng)力發(fā)電的潛力。考慮到未來(lái)能源和運(yùn)輸系統(tǒng)因進(jìn)一步電氣化帶來(lái)的需求增長(zhǎng)，到2035年，在平均水文年內(nèi)，將需要額外的可再生能源供應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)100%可再生能源發(fā)電的目標(biāo)。有數(shù)據(jù)估計(jì)，到2050年，額外的電氣化需求將增加50%。為了發(fā)掘綠色氫氣的潛力，需要有足表1新西蘭潛在的額外可再生能源的產(chǎn)能夠的可再生電力以通過(guò)電解生產(chǎn)氫氣。到移動(dòng)電解裝置到500MW～1000MW電解設(shè)施，這可能足以滿足新西蘭的國(guó)內(nèi)PJ的進(jìn)一步發(fā)展可再生能源以替代即將退休的化石燃料，并滿足對(duì)綠色能源的需求，將要求新西蘭在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化和環(huán)境因2、制氫生產(chǎn)原料包括化石燃料（石油、天然氣、煤炭）、工業(yè)副產(chǎn)品或水。這些物質(zhì)必須經(jīng)過(guò)多種工藝技術(shù)之一，包括化學(xué)、生物、電解、光解、熱化學(xué)或蒸汽轉(zhuǎn)化，才

合物的甲烷轉(zhuǎn)化產(chǎn)生，生成為灰色和棕色氫氣。其余為藍(lán)色或綠色氫能，通常通過(guò)目前，全球生產(chǎn)的氫氣中99%以上伴隨碳排放，每年全球二氧化碳的總排放量約為8.30億噸。如果在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上證明可行，則CCS有可能被用于捕捉在該轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的大部分二氧化碳。3、氫能儲(chǔ)存氫能的存儲(chǔ)主要通過(guò)壓縮、液化或化學(xué)方法，例如金屬氫化物。目前，大多數(shù)氫氣以壓縮氣體或液體形式儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐中。隨著氫氣供應(yīng)鏈變得更加成熟與復(fù)雜，可能需要考慮其它存儲(chǔ)方式。存儲(chǔ)解決方案取決于氫氣的體積、存儲(chǔ)時(shí)間、存儲(chǔ)地點(diǎn)和最終用途。氣態(tài)或液態(tài)氫因密度低，所以需要高壓容器。目前正在研究針對(duì)家庭和城市的應(yīng)用優(yōu)化儲(chǔ)罐尺寸和壓力。氣態(tài)氫也可以存儲(chǔ)在地下、鹽洞或枯竭的天然氣和石油儲(chǔ)層中，自1970使用。在一個(gè)大氣壓下，液態(tài)氫的正常沸絕緣儲(chǔ)罐中。與壓縮氫相比，液化氫可產(chǎn)投入。用于冷卻的能量投入要更高，約占SPERA方法，通過(guò)化學(xué)方法將氫與甲苯結(jié)合，生成甲基環(huán)己烷。這些技術(shù)目前成本過(guò)高，無(wú)法有效發(fā)揮作用，但有望在不久的將來(lái)變得經(jīng)濟(jì)可行。此外，這些技術(shù)還具有可以重新利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)氫氣也可以作為低溫液體存儲(chǔ)和輸出，但目前還沒(méi)有足夠成熟的技術(shù)來(lái)促進(jìn)氫能源經(jīng)濟(jì)所需要的低成本、低損耗、大體積的低溫存儲(chǔ)裝置。

4、氫能傳輸與分配雖然目前生產(chǎn)的氫氣大多數(shù)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，但隨著氫氣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，氫氣的傳輸和分配需要考慮滿足國(guó)內(nèi)和出口市場(chǎng)的需求。由于氫氣的能量密度（體積）較低，因此運(yùn)輸成本可能較為昂貴。與天然氣一樣，可以通過(guò)壓縮或液化的方法來(lái)解決。另一種選擇是將其摻入較大的分子中，例如氨、甲醇或LOHC（液態(tài)有機(jī)氫載體），它們更易于作為液體運(yùn)輸。每種方法都存在傳輸、分配和存儲(chǔ)成本，如果采用，還有能量轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換的損失。在當(dāng)?shù)兀瑲錃庥锌赡芡ㄟ^(guò)卡車(chē)和高壓拖車(chē)，或在新的或現(xiàn)有的聚乙烯管道中通過(guò)與天然氣混合或最終完全替代天然氣而進(jìn)行分配。隨著技術(shù)的成熟，氫氣可作為化學(xué)化合物或低溫液體進(jìn)行出口。其方法取決于地理、體積、距離和最終用途及運(yùn)輸過(guò)程，包括可能重新利用現(xiàn)有的碳?xì)浠衔锘A(chǔ)設(shè)施。善的處理程序、設(shè)施和運(yùn)輸路線。新西蘭天然氣作為原料和能源，將大氣中的氮和氫轉(zhuǎn)化為氨，然后轉(zhuǎn)化為尿素。盡管目前新西蘭不出口氨氣，但作為肥料的前體化學(xué)品仍有廣闊的全球市場(chǎng)。新西蘭可使用現(xiàn)有的分配和處理程序，發(fā)掘這一有價(jià)值的潛在的出口市場(chǎng)。下一步舉措氫能可以融入經(jīng)濟(jì)的各種方式。然而，為達(dá)成氫能的廣泛使用，新西蘭需成功應(yīng)對(duì)許多重大挑戰(zhàn)，克服經(jīng)濟(jì)和政策的不確定性，在技術(shù)成熟的同時(shí)，吸引大量終端用戶的需求，且由于成本高昂，需要解決投資和基礎(chǔ)設(shè)施的剛需，制定刺激應(yīng)用需求的政策，建立標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，分析生命周期成本并改變公眾對(duì)安全的看法。在建立氫能在新西蘭能源體系中的地

位方面，政府可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。政府將面臨的挑戰(zhàn)是，如何在確保經(jīng)濟(jì)有效地刺激國(guó)內(nèi)外低排放經(jīng)濟(jì)使用氫的同時(shí)，確保氫能開(kāi)發(fā)的潛力不存在障礙。工業(yè)界有機(jī)會(huì)與政府展開(kāi)合作，通過(guò)新西蘭氫能協(xié)會(huì)，就所需的內(nèi)容發(fā)表意見(jiàn)。而最終，消費(fèi)者的需求將支撐并維持未來(lái)氫經(jīng)濟(jì)的商業(yè)前景。人們對(duì)氫能的認(rèn)識(shí)必須日趨成熟，因此，可通過(guò)向消費(fèi)者提供從一種燃料來(lái)源向多種可再生能源燃料來(lái)源過(guò)渡的選擇，使氫能成為當(dāng)前燃料的可信賴(lài)替代品。關(guān)鍵參與者和利益相關(guān)各方應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)協(xié)作，這將有助于進(jìn)一步推動(dòng)該事業(yè)。在制定新西蘭氫能路線圖的同時(shí)，提高人們對(duì)新西蘭所面臨挑戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)，確定解決方案，并在整個(gè)供應(yīng)鏈和政府之間建立聯(lián)系是接下來(lái)的重要步驟。政府、iwi組織、工業(yè)界和利益相關(guān)各方之間協(xié)作是實(shí)現(xiàn)新西蘭氫能機(jī)遇的關(guān)鍵。其中包括協(xié)調(diào)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究，確定知識(shí)差距，并就一系列收集證據(jù)的研究達(dá)成一致。從先進(jìn)的混合技術(shù)到重新調(diào)整傳輸管道，學(xué)習(xí)并借鑒世界各地的最佳實(shí)踐。政府和企業(yè)必須共同努力，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)