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各国争抢氢能产业制高点

来源:全球起重机械网  人气:4856
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 在全球应对气候变化的进程中,完成动力体系的脱碳化开展是关键。氢能由于具备来历广泛、清洁及安全性可控等特性,成为连接化石动力和可再生动力之间的桥梁。现在,氢能正逐渐成为全球低碳开展的重要动力载体之一,国际首要大国都在制订氢能工业开展方案、投入巨额资金,活跃推进先进氢能技术研制和工业化,抢占国际氢能工业竞赛范畴的制高点。

美国:氢能已上升到国家战略层面

2020年,美国动力部发布《氢能项目方案》,提出未来10年及更长时期氢能研讨、开发和演示的整体战略框架。该方案明确了氢能开展的核心技术范畴、需求和应战及研制重点,并确立了氢能方案的首要技术经济方针。《氢能项目方案》设定了到2030年氢能开展的技术和经济指标。

美国是国际最大的氢气出产国和消费国之一。每年的氢气消耗量超越1100万吨,占全球需求的13%,其间三分之二用于炼油,其他大部分用于氨出产。在原料方面,现在美国大约80%的氢气来历于天然气重整,其他的大部分是石油炼化工业的副产氢。

美国氢能技术工业链完善,氢能已上升到国家战略层面。为了保证在新兴技术范畴的抢先地位,美国十分重视氢能工业链上下游的相关技术培育,触及氢气的出产、储运、燃料电池制作、燃料电池汽车及加氢站基础设备等。美国在氢燃料电池汽车商场、加氢站运用率等方面处于全球抢先水平。现在,美国氢燃料电池车保有量全球第一,加州政府注重燃料电池消费商场的培育,继续给予多项方针支撑,已成为全球燃料电池车推广最为老练的区域。

截至2021年6月,美国已有17兆瓦的电解制氢项目在运营,输氢管道容量为1.4吉瓦(300兆瓦在建或已承诺资金投入),别的还有120兆瓦正在前期开发阶段,将于2030年上线运行。美国动力部预测,潜在布置将高达13.5吉瓦。

欧盟:活跃运用本身优势加快氢能商业化进程

欧盟一向致力于清洁动力的开展,近年来已逐渐明确氢能开展路线。2007年,欧盟委员会提出《欧洲战略动力技术方案》,将燃料电池和氢能作为重点支撑的关键技术范畴。2008年,欧盟理事会通过决议树立“欧洲燃料电池和氢能联合组织”,创立由欧盟委员会、工业协会、企业等一起组成的工业协作机制,推进氢能和燃料电池工业开展、运用,布置技术研制。2014年,欧盟提出树立“欧洲一起利益重要项目”,对事关欧盟未来经济和科技竞赛力的关键技术、基础设备项目,在欧盟层面给予公共支撑。相关工业界呼吁,欧盟应在未来5-10年,向与氢能相关的“欧洲一起利益重要项目”注入50亿-600亿欧元。

2019年,欧洲燃料电池和氢能联合组织主导发布了《欧洲氢能路线图:欧洲动力转型的可继续开展途径》陈述,提出大规划开展氢能是欧盟完成脱碳方针的必由之路。该陈述描述了一个雄心勃勃的方案:在欧盟布置氢能以完成操控2摄氏度温升的方针,到2050年欧洲能够产生大约2250太瓦时的氢气,相当于欧盟总动力需求的1/4。

2020年,欧盟委员会正式发布了《气候中性的欧洲氢能战略》方针文件,宣告树立欧盟清洁氢能联盟。该战略拟定了欧盟开展氢能的路线图,分三个阶段推进氢能开展。第一阶段(2020-2024年),装置至少6吉瓦的可再生氢电解槽,产值到达100万吨/年;第二阶段(2025-2030年),装置至少40吉瓦的可再生氢电解槽,产值到达1000万吨/年,成为欧洲动力体系的固有组成部分;第三阶段(2030-2050年),可再生氢技术应到达老练并大规划布置,以掩盖一切难以脱碳的职业。

欧盟呼吁各成员国将氢能列入国家动力与气候开展的中长时间方针规划。捷克、法国、德国、匈牙利、荷兰、葡萄牙和西班牙等国已发布了国家氢能战略,意大利和波兰正在进行公众咨询,奥地利预计很快发布。这些国家虽然本身优势不同,但氢能战略与欧盟氢能战略十分一起,几乎一切国家都确立了电解氢的方针,到2030年累计到达20吉瓦以上(意大利和波兰的战略中还有7吉瓦)。欧盟部分国家氢能战略如表1所示。

欧盟将氢能作为动力安全和动力转型的重要保障,活跃运用本身优势,加快氢能商业化进程。欧盟在开展氢能方面有本身优势,一方面,风力和光伏发电开展快速,能够长时间为绿氢的出产供给便利条件;另一方面,欧盟具有较为完善的天然气基础设备,通过扩建可为氢能的运送供给支撑。根据本身优势,欧盟在制氢、储运氢、氢运用和燃料电池等范畴均取得了丰硕成果,并构成了完整的工业链,现在正活跃进行商业化探究。

欧洲燃料电池和氢能联合组织在欧盟氢能开展过程中扮演重要角色,推进氢能的研制、立异和演示。欧洲的氢能研制运用不断取得打破,2018年6月,国际第一辆氢动力列车在德国北部试运行。2020年,欧盟出产和运用了约700万吨氢气。氢气首要来历于天然气和炼油厂、石化职业的副产品。而氢气的首要消费端是炼油(370万吨)和化工职业(300万吨)。

在供给端,可再生的电解制氢被以为是制氢的首要途径。欧盟已装置超越140兆瓦的电解专用制氢设备,占全球产能的40%以上。欧盟成员国政府战略发出的强烈信号为进一步布置发明了动力,欧盟正在开发的输氢管道容量到2030年将超越20吉瓦,其间超越1吉瓦已在建设中或已承诺资金。

日本:推进氢能与其他动力耦合协同开展

从氢能研讨到“氢能社会”设想,再到构成国家战略,日本大致经过了三个阶段。第一阶段遭到石油危机触发,日本于1974年发动“阳光方案”,酝酿并施行包括氢能在内的一系列动力研讨项目。第二阶段为2003年发布《第一次动力根本方案》,首次提出“氢能社会”设想。第三阶段是2017年出台《氢动力根本战略》,将设想提升至国家战略高度。现在已逐渐进入新阶段,即氢能战略的溢出阶段。

日本于2014年发布了《氢能/燃料电池战略开展路线图》,并于2016年和2019年做了更新,从《氢能/燃料电池战略开展路线图》可知,日本构建“氢能社会”依托于三个阶段的战略路线规划。第一阶段为推广燃料电池运用场景,促进氢能运用,在这一阶段首要运用副产氢气,或石油、天然气等化石动力制氢。第二阶段为运用未运用动力制氢、运送、贮存与发电。第三阶段旨在依托可再生动力,未运用动力结合碳回收与捕集技术,完成全生命周期零排放供氢体系。方案到2025年建设320个加氢站。

2017年出台的《氢动力根本战略》明确了降低制氢本钱的路线图和方针,旨在2030年降至30日元/立方米,未来完成20日元/立方米。2021年宣告《绿色增加方案》,提出在2030年氢能产值完成300万吨的方针。为了支撑这一方针,日本政府宣告了一项7000亿日元的公共出资方案,支撑日本氢气供给链开展。

在日本的战略途径中,不将氢能作为化石动力的替代动力,而是致立于推进氢能与褐煤等多种化石动力及可再生动力的耦合协同开展。另一方面,日本倾向于构建国际氢能供给链,从2018年起,日本已连续3年主办氢动力部长级会议,旨在主导并推进全球“氢能社会”开展。

2020年,日本的氢气需求量挨近200万吨,其间炼油占了近90%的需求,其他部分是氨出产需求。在氢气来历方面,来历于天然气的氢气占50%以上,另有45%是炼油和石化职业的副产氢,剩余的来历于小型煤炭出产过程。

日本一向是在交通运送范畴中运用氢气的先行者,本田公司在2008年推出了首款商用燃料电池车电动车(FCEV)。2021年4月,日本大约有5600辆FCEV,是国际第四大商场,并且日本确立了FCEV开展方针,即到2025年到达20万辆,到2030年到达80万辆。

韩国:致力于打造国际最大交通和电力氢燃料电池商场

2018年,韩国发布《立异开展战略出资方案》,将氢能工业列为三大战略出资方向之一。2019年,发布《氢能经济开展路线图》,明确了制氢、加氢和燃料电池开展的方针。《氢能经济开展路线图》强调了两个优先事项,一个是树立氢商场,另一个是打造国际最大的用于交通和电力的氢燃料电池商场。根据该路线图,韩国政府方案将氢燃料电池车商场规划从2018年的1800辆扩展到2022年的8万辆,到2040年到达620万辆。用于发电的氢燃料电池容量到2040年将达15吉瓦。氢气的需求量2030年将到达194万吨,2030年将到达526万吨。

2020年2月,韩国公布《促进氢经济和氢安全办理法》,这是全球首个促进氢经济和氢安全的办理法案,意图在于促进根据安全的氢经济建设,体系、有效地促进韩国氢工业的开展,为氢能供给和氢设备的安全办理供给支撑,促进国民经济的开展。

2021年,韩国发布首个《氢经济开展根本规划》,提出到2050年韩国氢能将占终究动力消耗的33%,发电量的23.8%,成为超越石油的最大动力,将在全国树立2000多处加氢站。

韩国是采用氢技术最活跃的国家之一。2020年,韩国出产和运用的氢气超越180万吨,几乎一切需求都来自炼油和石化过程。在氢气来历方面,大约60%的氢气是来自各种来历的副产品,其他40%来自天然气。

在交通方面,2020年,韩国投放了超越1万辆商用燃料电池车电动车,走在国际的前列。在固定式燃料电池方面,韩国现在的装机容量为620兆瓦,几乎是2018年末的两倍。韩国十分重视低碳氢的出产,第一批开发低碳氢气出产的项目已经在进行中,2021年,韩国SK集团旗下SKE&S公司与现代石油(HyundaiOilbank)宣告联合开发两个天然气制氢项目,总产能为35万吨/年。在基础设备方面,林德集团(Linde)和韩国晓星集团(Hyosung)于2021协作建设了亚洲最大的液化氢气厂,为交通职业供给氢气。

澳大利亚:创立氢能纽带

澳大利亚包含丰富的煤炭、天然气等化石动力资源,可用于制取足够的氢气;澳大利亚具有完善的煤炭工业链及完善的天然气出产、液化、储运等基础设备及专业技术支撑,能够在氢能工业链各环节发挥作用。澳大利亚政府高度重视氢能开展,整体氢能战略是大力开展清洁、立异、安全和有竞赛力的氢动力工业,以新动力制氢、氢发电、氢出口作为重要策略,有潜力成为全球最大的氢气出产国之一。

澳大利亚于2019年11月发布《国家氢能战略》,确立了开展方针和具体举动,探究了清洁制氢的潜力,概述了快速扩展规划的方案,并详细说明了政府、职业和社区所需的和谐举动,致力于消除氢能职业开展的妨碍。作为该方案的一部分,政府已出资超越13亿澳元以加快国内氢工业的增加。该战略还强调了氢出口带来的重大时机,政府正在通过与新加坡、德国、日本、韩国及英国开展国际伙伴关系来促进氢出口。

澳大利亚战略的一个关键要素将是创立氢能纽带—大规划氢气需求的集群。这些设备可能在港口、城市或偏远区域,将为该职业供给扩展规划的跳板。氢能纽带将使基础设备的开展更具本钱效益,从规划经济中提高效率,加快立异,并从部门耦合中完成协同效应。在运送、工业和天然气分销网络中运用氢,并将氢技术以提高可靠性的方法整合到电力体系中。在促进国内需求的一起,还将支撑澳大利亚的出口才能,使澳大利亚成为全球抢先的氢参与者。

现在,澳大利亚的氢气需求量还十分小,几乎悉数用于炼油和氨出产,此外,国内需求的增加也很有限。但是,该国在廉价出产低碳氢气方面有巨大的潜力。认识到这一时机,政府出资了7个氢气中心,集中用户,从而将基础设备本钱降至最低。

澳大利亚运用可再生动力出产氢气的潜力巨大。现在,9个容量大于1吉瓦的项目正在开发中,其间包括一些国际上规划最大的项目:西部绿色动力中心(相当于20吉瓦的电解容量)、亚洲可再生动力中心(14吉瓦)、HyEnergy零碳氢(8吉瓦)及Murchison项目(5吉瓦)。如果一切正在开发的项目都成功布置,到2030年,澳大利亚的电解氢产能将到达近20吉瓦,其间大部分将以氢气和氨的形式出口。

新西兰:路线图勾勒“成为氢出产的领导者”愿景

为应对气候变化和向绿色经济转型,新西兰政府确立了国家方针:一是到2030年,温室气体排放量比2005年的水平削减30%;二是到2035年,100%电力供给来自可再生电力;三是到2050年完成零排放。新西兰的氢愿景是运用氢的时机,为新西兰发明一个可继续的、有弹性的动力未来。

新西兰于2019年3月宣告了《塔拉纳基氢气路线图》(见表2)。这份路线图是由开发机构“出资塔拉纳基”、新普利茅斯当地议会、新西兰氢能公司HiringaEnergy和省级增加基金一起拟定的。路线图阐述了该区域要怎么运用现有的技术和基础设备成为氢出产的领导者。省级增加基金也已取得支撑,以协助开展塔拉纳基的氢燃料基础设备。政府正在塔拉纳基树立一个国家新动力开展中心,协助新西兰向低碳未来过渡,还将树立一个新的科学研讨基金,以促进新绿色动力技术的前期研讨。

新西兰氢能开展路线图概述了新西兰运用氢的潜力树立可继续和弹性动力体系的指示性途径,并显现了不同的途径怎么与政府战略的其他部分相结合。

现在,新西兰的氢气商场还较小。但新西兰被以为是国际上最合适立异、试验和演示的当地之一,监管妨碍最少。它现有的天然气、工艺和工业基础设备能够进行改造来用于氢气工业。

新西兰有大量可再生动力,运用可再生动力优势,进一步电气化,一起节约动力和从碳氢化合物转换燃料是新西兰动力部门脱碳的首要途径。冬季,新西兰的水力发电产值下降,而对取暖和照明的需求却增加,有必要树立动力贮存体系来平衡不一起间段的电力需求。氢很合适担当这一角色,可将夏季产出的多余电力用来出产氢气贮存起来,在冬季水力发电产值下降时运用。

新西兰具有丰富的可再生动力,可运用来出产绿氢,部分用于出口。国际动力署以为,到2030年,新西兰的氢气产值将达70万吨/年。《塔拉纳基氢气路线图》建议每年出口约30万吨氢气,约占产值的40%。新西兰已与日本签署了一份协作备忘录,就协作开发氢技术和向日本出口绿氢达成协议。《中国石化》杂志2022年第5期作者:曾静陈铭韵孟翔宇

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