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IRENA:工業(yè)用途應(yīng)作為氫能最優(yōu)先終端應(yīng)用之一

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-28 00:00:00

隨著各國競相發(fā)布凈零排放目標,由于綠氫能夠推動化工和煉鋼等難以脫碳的行業(yè)脫碳,預(yù)計未來的需求量將很高。然而,目前的綠氫市場正處于嬰兒階段,需要很多工作的推進,尤其是從政策制定者的角度,最大限度地發(fā)揮綠氫在工業(yè)部門和終端部門脫碳方面的影響。

為了推動具體的政策框架,以擴大工業(yè)中綠氫的應(yīng)用并建立一個可靠的市場,國際可再生能源署(IRENA)近日發(fā)布《工業(yè)綠氫政策制定指南(Green hydrogen for industry: Aguide to policy making)》(簡稱《報告》)。“我們?yōu)槭裁匆P(guān)注工業(yè)領(lǐng)域?”IRENA專家Emanuele Bianco表示,目前,工業(yè)部門已經(jīng)是氫的主要消費領(lǐng)域,但亟需從基于化石燃料的氫轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳稍偕茉吹臍洌@需要相關(guān)政策的支持。

 

綠氫與難以脫碳的行業(yè)

《報告》指出,鋼鐵和化工等能源密集型的基礎(chǔ)材料行業(yè),在溫室氣體(GHG)排放中占有很高的比例。2017年,僅鋼鐵和化工行業(yè)的溫室氣體排放量,就分別在總計369億噸的全球與能源、工業(yè)相關(guān)的溫室氣體排放量中,占比達到8%和5%。

國際可再生能源署認為,在全球財富和城市人口的增加,以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展的驅(qū)動下,全世界對材料的需求正持續(xù)增長,在此情形下,這些能源密集型行業(yè)的排放量將穩(wěn)步增加。為扭轉(zhuǎn)這一趨勢,使工業(yè)排放軌跡與緩解氣候危機的目標保持一致,是一項緊迫而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

《報告》強調(diào),材料工業(yè)是我們社會不可分割的一部分,與之相關(guān)的政策和制度往往旨在保持這些行業(yè)在全球市場中的競爭力,其結(jié)果是,這些行業(yè)變得高效,但其生產(chǎn)系統(tǒng)依賴化石燃料,導(dǎo)致相關(guān)碳排放難以降低。例如,在鋼鐵行業(yè),2019年消耗的21EJ能量中,有40%來自煤炭,33%來自化石氣體,20%來自電力。此外,在經(jīng)濟和基礎(chǔ)設(shè)施需求增長的驅(qū)動下,基礎(chǔ)材料的需求預(yù)計將繼續(xù)增加。

“當前,將鋼鐵和化工列為‘難以脫碳’的行業(yè),已經(jīng)變得十分常見。這是因為它們的生產(chǎn)和使用過程面臨很多減排的挑戰(zhàn)。”《報告》顯示,隨著生產(chǎn)成本的逐漸降低,綠氫正在成為一些難以脫碳的工業(yè)領(lǐng)域共同的“脫碳解決方案”。不過,從化石燃料過渡是一個漸進的過程,在這一過程需要眾多政策和措施的支持。

 

綠氫政策制定中的優(yōu)先事項設(shè)定

國際可再生能源署認為,政策制定者在支持能源轉(zhuǎn)型時,可以使用解決方案,其中包括綠氫、電氣化、提高能源效率、提高材料效率、循環(huán)經(jīng)濟和碳捕獲等。這些解決方案并不是相互競爭的關(guān)系,相反,當積極的政策制定到位時,它們可以相互補充。不過,政策制定者需要確定優(yōu)先事項,并仔細評估這些解決方案的適用范圍。當制定支持政策時,需要考慮與其他終端應(yīng)用中的脫碳方案相比,綠氫的相對成本和優(yōu)勢,特別是要考慮到競爭技術(shù)的不斷發(fā)展。

“從技術(shù)上講,氫可以用于許多不同的領(lǐng)域,然而,盡管氫具有巨大的潛力,但必須考慮它的生產(chǎn)、運輸和轉(zhuǎn)化都需要能源,也需要大量投資。”《報告》強調(diào),氫的廣泛使用存在不符合“脫碳世界”的要求的可能,在這些要求中,能源的消費和產(chǎn)能部署將必須仔細管理。尤其是,綠氫的生產(chǎn)需要可再生能源,而這些可再生能源也可以用于其他用能終端,這就要求在政策制定中確定“優(yōu)先事項”。

根據(jù)《報告》,綠氫戰(zhàn)略的“優(yōu)先權(quán)設(shè)定”,取決于對不同因素的評估,其中一些因素在全球不同國家中是相似的,包括脫碳解決方案的技術(shù)成熟度和氫氣需求的潛在規(guī)模。如上圖所示,兩個因素疊加下,氫的工業(yè)用途應(yīng)作為最優(yōu)先的終端應(yīng)用之一,因為在可預(yù)見的未來,該領(lǐng)域替代氫的方案仍然缺乏,同時,工業(yè)用氫的需求足夠大,可以通過規(guī)?;瓜蚓G氫應(yīng)用的轉(zhuǎn)變更具成本效益。

 

如何參考能源電力行業(yè)的經(jīng)驗

《報告》指出,工業(yè)部門能源轉(zhuǎn)型的政策制定,可以參考電力部門已經(jīng)積累的經(jīng)驗。迄今為止,能源、電力領(lǐng)域的諸多政策,已經(jīng)成功地使曾經(jīng)的小眾技術(shù)成為投資者的默認選擇。與此同時,還應(yīng)該考慮這些部門的不同屬性。

國際可再生能源署認為,電力行業(yè)的能源轉(zhuǎn)型是由參與電力行業(yè)的新興力量通過太陽能光伏(PV)和風(fēng)能等新技術(shù)推動的。同時,電力的生產(chǎn)和消費主要是在一個國家內(nèi)部,其進出口受到“互聯(lián)”的限制,需要依靠長期合同,且電力只與鄰國貿(mào)易。此外,在電力系統(tǒng)中,產(chǎn)量有限的較小參與者,甚至自發(fā)自用者的參與是可能的。

而在工業(yè)部門,預(yù)期的“變革”將由現(xiàn)有的參與者推動,目前依賴化石燃料的設(shè)施正在轉(zhuǎn)向可再生能源。雖然可能存在脫碳的新的參與者,但不太可能取代現(xiàn)有的參與者。同時,鋼鐵和化工產(chǎn)品可以廣泛跨境、遠距離交易,使這些行業(yè)面臨全球競爭。最后,工業(yè)應(yīng)用規(guī)模較大,不具備發(fā)電廠的“模塊化”性質(zhì)。

基于上述判斷,《報告》建議,政策制定者可以制定新的政策,支持難以脫碳的部門的綠氫應(yīng)用和能源轉(zhuǎn)型,并通過仔細評估可再生能源部門的經(jīng)驗,同時考慮工業(yè)部門的獨特性,來推動這一進程。

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