在全球應(yīng)對(duì)氣候變化的進(jìn)程中,完成動(dòng)力體系的脫碳化開展是關(guān)鍵。氫能由于具備來(lái)歷廣泛、清潔及安全性可控等特性,成為連接化石動(dòng)力和可再生動(dòng)力之間的橋梁?,F(xiàn)在,氫能正逐漸成為全球低碳開展的重要?jiǎng)恿d體之一,國(guó)際首要大國(guó)都在制訂氫能工業(yè)開展方案、投入巨額資金,活躍推進(jìn)先進(jìn)氫能技術(shù)研制和工業(yè)化,搶占國(guó)際氫能工業(yè)競(jìng)賽范疇的制高點(diǎn)。
美國(guó):氫能已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面
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2020年,美國(guó)動(dòng)力部發(fā)布《氫能項(xiàng)目方案》,提出未來(lái)10年及更長(zhǎng)時(shí)期氫能研討、開發(fā)和演示的整體戰(zhàn)略框架。該方案明確了氫能開展的核心技術(shù)范疇、需求和應(yīng)戰(zhàn)及研制重點(diǎn),并確立了氫能方案的首要技術(shù)經(jīng)濟(jì)方針?!稓淠茼?xiàng)目方案》設(shè)定了到2030年氫能開展的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
美國(guó)是國(guó)際最大的氫氣出產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)之一。每年的氫氣消耗量超越1100萬(wàn)噸,占全球需求的13%,其間三分之二用于煉油,其他大部分用于氨出產(chǎn)。在原料方面,現(xiàn)在美國(guó)大約80%的氫氣來(lái)歷于天然氣重整,其他的大部分是石油煉化工業(yè)的副產(chǎn)氫。
美國(guó)氫能技術(shù)工業(yè)鏈完善,氫能已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。為了保證在新興技術(shù)范疇的搶先地位,美國(guó)十分重視氫能工業(yè)鏈上下游的相關(guān)技術(shù)培育,觸及氫氣的出產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、燃料電池制作、燃料電池汽車及加氫站基礎(chǔ)設(shè)備等。美國(guó)在氫燃料電池汽車商場(chǎng)、加氫站運(yùn)用率等方面處于全球搶先水平?,F(xiàn)在,美國(guó)氫燃料電池車保有量全球第一,加州政府注重燃料電池消費(fèi)商場(chǎng)的培育,繼續(xù)給予多項(xiàng)方針支撐,已成為全球燃料電池車推廣最為老練的區(qū)域。
截至2021年6月,美國(guó)已有17兆瓦的電解制氫項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng),輸氫管道容量為1.4吉瓦(300兆瓦在建或已承諾資金投入),別的還有120兆瓦正在前期開發(fā)階段,將于2030年上線運(yùn)行。美國(guó)動(dòng)力部預(yù)測(cè),潛在布置將高達(dá)13.5吉瓦。
歐盟:活躍運(yùn)用本身優(yōu)勢(shì)加快氫能商業(yè)化進(jìn)程
歐盟一向致力于清潔動(dòng)力的開展,近年來(lái)已逐漸明確氫能開展路線。2007年,歐盟委員會(huì)提出《歐洲戰(zhàn)略動(dòng)力技術(shù)方案》,將燃料電池和氫能作為重點(diǎn)支撐的關(guān)鍵技術(shù)范疇。2008年,歐盟理事會(huì)通過(guò)決議樹立“歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織”,創(chuàng)立由歐盟委員會(huì)、工業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)等一起組成的工業(yè)協(xié)作機(jī)制,推進(jìn)氫能和燃料電池工業(yè)開展、運(yùn)用,布置技術(shù)研制。2014年,歐盟提出樹立“歐洲一起利益重要項(xiàng)目”,對(duì)事關(guān)歐盟未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技競(jìng)賽力的關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)備項(xiàng)目,在歐盟層面給予公共支撐。相關(guān)工業(yè)界呼吁,歐盟應(yīng)在未來(lái)5-10年,向與氫能相關(guān)的“歐洲一起利益重要項(xiàng)目”注入50億-600億歐元。
2019年,歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織主導(dǎo)發(fā)布了《歐洲氫能路線圖:歐洲動(dòng)力轉(zhuǎn)型的可繼續(xù)開展途徑》陳述,提出大規(guī)劃開展氫能是歐盟完成脫碳方針的必由之路。該陳述描述了一個(gè)雄心勃勃的方案:在歐盟布置氫能以完成操控2攝氏度溫升的方針,到2050年歐洲能夠產(chǎn)生大約2250太瓦時(shí)的氫氣,相當(dāng)于歐盟總動(dòng)力需求的1/4。
2020年,歐盟委員會(huì)正式發(fā)布了《氣候中性的歐洲氫能戰(zhàn)略》方針文件,宣告樹立歐盟清潔氫能聯(lián)盟。該戰(zhàn)略擬定了歐盟開展氫能的路線圖,分三個(gè)階段推進(jìn)氫能開展。第一階段(2020-2024年),裝置至少6吉瓦的可再生氫電解槽,產(chǎn)值到達(dá)100萬(wàn)噸/年;第二階段(2025-2030年),裝置至少40吉瓦的可再生氫電解槽,產(chǎn)值到達(dá)1000萬(wàn)噸/年,成為歐洲動(dòng)力體系的固有組成部分;第三階段(2030-2050年),可再生氫技術(shù)應(yīng)到達(dá)老練并大規(guī)劃布置,以掩蓋一切難以脫碳的職業(yè)。
歐盟呼吁各成員國(guó)將氫能列入國(guó)家動(dòng)力與氣候開展的中長(zhǎng)時(shí)間方針規(guī)劃。捷克、法國(guó)、德國(guó)、匈牙利、荷蘭、葡萄牙和西班牙等國(guó)已發(fā)布了國(guó)家氫能戰(zhàn)略,意大利和波蘭正在進(jìn)行公眾咨詢,奧地利預(yù)計(jì)很快發(fā)布。這些國(guó)家雖然本身優(yōu)勢(shì)不同,但氫能戰(zhàn)略與歐盟氫能戰(zhàn)略十分一起,幾乎一切國(guó)家都確立了電解氫的方針,到2030年累計(jì)到達(dá)20吉瓦以上(意大利和波蘭的戰(zhàn)略中還有7吉瓦)。歐盟部分國(guó)家氫能戰(zhàn)略如表1所示。
歐盟將氫能作為動(dòng)力安全和動(dòng)力轉(zhuǎn)型的重要保障,活躍運(yùn)用本身優(yōu)勢(shì),加快氫能商業(yè)化進(jìn)程。歐盟在開展氫能方面有本身優(yōu)勢(shì),一方面,風(fēng)力和光伏發(fā)電開展快速,能夠長(zhǎng)時(shí)間為綠氫的出產(chǎn)供給便利條件;另一方面,歐盟具有較為完善的天然氣基礎(chǔ)設(shè)備,通過(guò)擴(kuò)建可為氫能的運(yùn)送供給支撐。根據(jù)本身優(yōu)勢(shì),歐盟在制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、氫運(yùn)用和燃料電池等范疇均取得了豐碩成果,并構(gòu)成了完整的工業(yè)鏈,現(xiàn)在正活躍進(jìn)行商業(yè)化探究。
歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織在歐盟氫能開展過(guò)程中扮演重要角色,推進(jìn)氫能的研制、立異和演示。歐洲的氫能研制運(yùn)用不斷取得打破,2018年6月,國(guó)際第一輛氫動(dòng)力列車在德國(guó)北部試運(yùn)行。2020年,歐盟出產(chǎn)和運(yùn)用了約700萬(wàn)噸氫氣。氫氣首要來(lái)歷于天然氣和煉油廠、石化職業(yè)的副產(chǎn)品。而氫氣的首要消費(fèi)端是煉油(370萬(wàn)噸)和化工職業(yè)(300萬(wàn)噸)。
在供給端,可再生的電解制氫被以為是制氫的首要途徑。歐盟已裝置超越140兆瓦的電解專用制氫設(shè)備,占全球產(chǎn)能的40%以上。歐盟成員國(guó)政府戰(zhàn)略發(fā)出的強(qiáng)烈信號(hào)為進(jìn)一步布置發(fā)明了動(dòng)力,歐盟正在開發(fā)的輸氫管道容量到2030年將超越20吉瓦,其間超越1吉瓦已在建設(shè)中或已承諾資金。
日本:推進(jìn)氫能與其他動(dòng)力耦合協(xié)同開展
從氫能研討到“氫能社會(huì)”設(shè)想,再到構(gòu)成國(guó)家戰(zhàn)略,日本大致經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段。第一階段遭到石油危機(jī)觸發(fā),日本于1974年發(fā)動(dòng)“陽(yáng)光方案”,醞釀并施行包括氫能在內(nèi)的一系列動(dòng)力研討項(xiàng)目。第二階段為2003年發(fā)布《第一次動(dòng)力根本方案》,首次提出“氫能社會(huì)”設(shè)想。第三階段是2017年出臺(tái)《氫動(dòng)力根本戰(zhàn)略》,將設(shè)想提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度?,F(xiàn)在已逐漸進(jìn)入新階段,即氫能戰(zhàn)略的溢出階段。
日本于2014年發(fā)布了《氫能/燃料電池戰(zhàn)略開展路線圖》,并于2016年和2019年做了更新,從《氫能/燃料電池戰(zhàn)略開展路線圖》可知,日本構(gòu)建“氫能社會(huì)”依托于三個(gè)階段的戰(zhàn)略路線規(guī)劃。第一階段為推廣燃料電池運(yùn)用場(chǎng)景,促進(jìn)氫能運(yùn)用,在這一階段首要運(yùn)用副產(chǎn)氫氣,或石油、天然氣等化石動(dòng)力制氫。第二階段為運(yùn)用未運(yùn)用動(dòng)力制氫、運(yùn)送、貯存與發(fā)電。第三階段旨在依托可再生動(dòng)力,未運(yùn)用動(dòng)力結(jié)合碳回收與捕集技術(shù),完成全生命周期零排放供氫體系。方案到2025年建設(shè)320個(gè)加氫站。
2017年出臺(tái)的《氫動(dòng)力根本戰(zhàn)略》明確了降低制氫本錢的路線圖和方針,旨在2030年降至30日元/立方米,未來(lái)完成20日元/立方米。2021年宣告《綠色增加方案》,提出在2030年氫能產(chǎn)值完成300萬(wàn)噸的方針。為了支撐這一方針,日本政府宣告了一項(xiàng)7000億日元的公共出資方案,支撐日本氫氣供給鏈開展。
在日本的戰(zhàn)略途徑中,不將氫能作為化石動(dòng)力的替代動(dòng)力,而是致立于推進(jìn)氫能與褐煤等多種化石動(dòng)力及可再生動(dòng)力的耦合協(xié)同開展。另一方面,日本傾向于構(gòu)建國(guó)際氫能供給鏈,從2018年起,日本已連續(xù)3年主辦氫動(dòng)力部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議,旨在主導(dǎo)并推進(jìn)全球“氫能社會(huì)”開展。
2020年,日本的氫氣需求量挨近200萬(wàn)噸,其間煉油占了近90%的需求,其他部分是氨出產(chǎn)需求。在氫氣來(lái)歷方面,來(lái)歷于天然氣的氫氣占50%以上,另有45%是煉油和石化職業(yè)的副產(chǎn)氫,剩余的來(lái)歷于小型煤炭出產(chǎn)過(guò)程。
日本一向是在交通運(yùn)送范疇中運(yùn)用氫氣的先行者,本田公司在2008年推出了首款商用燃料電池車電動(dòng)車(FCEV)。2021年4月,日本大約有5600輛FCEV,是國(guó)際第四大商場(chǎng),并且日本確立了FCEV開展方針,即到2025年到達(dá)20萬(wàn)輛,到2030年到達(dá)80萬(wàn)輛。
韓國(guó):致力于打造國(guó)際最大交通和電力氫燃料電池商場(chǎng)
2018年,韓國(guó)發(fā)布《立異開展戰(zhàn)略出資方案》,將氫能工業(yè)列為三大戰(zhàn)略出資方向之一。2019年,發(fā)布《氫能經(jīng)濟(jì)開展路線圖》,明確了制氫、加氫和燃料電池開展的方針?!稓淠芙?jīng)濟(jì)開展路線圖》強(qiáng)調(diào)了兩個(gè)優(yōu)先事項(xiàng),一個(gè)是樹立氫商場(chǎng),另一個(gè)是打造國(guó)際最大的用于交通和電力的氫燃料電池商場(chǎng)。根據(jù)該路線圖,韓國(guó)政府方案將氫燃料電池車商場(chǎng)規(guī)劃從2018年的1800輛擴(kuò)展到2022年的8萬(wàn)輛,到2040年到達(dá)620萬(wàn)輛。用于發(fā)電的氫燃料電池容量到2040年將達(dá)15吉瓦。氫氣的需求量2030年將到達(dá)194萬(wàn)噸,2030年將到達(dá)526萬(wàn)噸。
2020年2月,韓國(guó)公布《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全辦理法》,這是全球首個(gè)促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全的辦理法案,意圖在于促進(jìn)根據(jù)安全的氫經(jīng)濟(jì)建設(shè),體系、有效地促進(jìn)韓國(guó)氫工業(yè)的開展,為氫能供給和氫設(shè)備的安全辦理供給支撐,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開展。
2021年,韓國(guó)發(fā)布首個(gè)《氫經(jīng)濟(jì)開展根本規(guī)劃》,提出到2050年韓國(guó)氫能將占終究動(dòng)力消耗的33%,發(fā)電量的23.8%,成為超越石油的最大動(dòng)力,將在全國(guó)樹立2000多處加氫站。
韓國(guó)是采用氫技術(shù)最活躍的國(guó)家之一。2020年,韓國(guó)出產(chǎn)和運(yùn)用的氫氣超越180萬(wàn)噸,幾乎一切需求都來(lái)自煉油和石化過(guò)程。在氫氣來(lái)歷方面,大約60%的氫氣是來(lái)自各種來(lái)歷的副產(chǎn)品,其他40%來(lái)自天然氣。
在交通方面,2020年,韓國(guó)投放了超越1萬(wàn)輛商用燃料電池車電動(dòng)車,走在國(guó)際的前列。在固定式燃料電池方面,韓國(guó)現(xiàn)在的裝機(jī)容量為620兆瓦,幾乎是2018年末的兩倍。韓國(guó)十分重視低碳?xì)涞某霎a(chǎn),第一批開發(fā)低碳?xì)錃獬霎a(chǎn)的項(xiàng)目已經(jīng)在進(jìn)行中,2021年,韓國(guó)SK集團(tuán)旗下SKE&S公司與現(xiàn)代石油(HyundaiOilbank)宣告聯(lián)合開發(fā)兩個(gè)天然氣制氫項(xiàng)目,總產(chǎn)能為35萬(wàn)噸/年。在基礎(chǔ)設(shè)備方面,林德集團(tuán)(Linde)和韓國(guó)曉星集團(tuán)(Hyosung)于2021協(xié)作建設(shè)了亞洲最大的液化氫氣廠,為交通職業(yè)供給氫氣。
澳大利亞:創(chuàng)立氫能紐帶
澳大利亞包含豐富的煤炭、天然氣等化石動(dòng)力資源,可用于制取足夠的氫氣;澳大利亞具有完善的煤炭工業(yè)鏈及完善的天然氣出產(chǎn)、液化、儲(chǔ)運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)備及專業(yè)技術(shù)支撐,能夠在氫能工業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。澳大利亞政府高度重視氫能開展,整體氫能戰(zhàn)略是大力開展清潔、立異、安全和有競(jìng)賽力的氫動(dòng)力工業(yè),以新動(dòng)力制氫、氫發(fā)電、氫出口作為重要策略,有潛力成為全球最大的氫氣出產(chǎn)國(guó)之一。
澳大利亞于2019年11月發(fā)布《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》,確立了開展方針和具體舉動(dòng),探究了清潔制氫的潛力,概述了快速擴(kuò)展規(guī)劃的方案,并詳細(xì)說(shuō)明了政府、職業(yè)和社區(qū)所需的和諧舉動(dòng),致力于消除氫能職業(yè)開展的妨礙。作為該方案的一部分,政府已出資超越13億澳元以加快國(guó)內(nèi)氫工業(yè)的增加。該戰(zhàn)略還強(qiáng)調(diào)了氫出口帶來(lái)的重大時(shí)機(jī),政府正在通過(guò)與新加坡、德國(guó)、日本、韓國(guó)及英國(guó)開展國(guó)際伙伴關(guān)系來(lái)促進(jìn)氫出口。
澳大利亞戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵要素將是創(chuàng)立氫能紐帶—大規(guī)劃氫氣需求的集群。這些設(shè)備可能在港口、城市或偏遠(yuǎn)區(qū)域,將為該職業(yè)供給擴(kuò)展規(guī)劃的跳板。氫能紐帶將使基礎(chǔ)設(shè)備的開展更具本錢效益,從規(guī)劃經(jīng)濟(jì)中提高效率,加快立異,并從部門耦合中完成協(xié)同效應(yīng)。在運(yùn)送、工業(yè)和天然氣分銷網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用氫,并將氫技術(shù)以提高可靠性的方法整合到電力體系中。在促進(jìn)國(guó)內(nèi)需求的一起,還將支撐澳大利亞的出口才能,使澳大利亞成為全球搶先的氫參與者。
現(xiàn)在,澳大利亞的氫氣需求量還十分小,幾乎悉數(shù)用于煉油和氨出產(chǎn),此外,國(guó)內(nèi)需求的增加也很有限。但是,該國(guó)在廉價(jià)出產(chǎn)低碳?xì)錃夥矫嬗芯薮蟮臐摿ΑUJ(rèn)識(shí)到這一時(shí)機(jī),政府出資了7個(gè)氫氣中心,集中用戶,從而將基礎(chǔ)設(shè)備本錢降至最低。
澳大利亞運(yùn)用可再生動(dòng)力出產(chǎn)氫氣的潛力巨大?,F(xiàn)在,9個(gè)容量大于1吉瓦的項(xiàng)目正在開發(fā)中,其間包括一些國(guó)際上規(guī)劃最大的項(xiàng)目:西部綠色動(dòng)力中心(相當(dāng)于20吉瓦的電解容量)、亞洲可再生動(dòng)力中心(14吉瓦)、HyEnergy零碳?xì)?8吉瓦)及Murchison項(xiàng)目(5吉瓦)。如果一切正在開發(fā)的項(xiàng)目都成功布置,到2030年,澳大利亞的電解氫產(chǎn)能將到達(dá)近20吉瓦,其間大部分將以氫氣和氨的形式出口。
新西蘭:路線圖勾勒“成為氫出產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者”愿景
為應(yīng)對(duì)氣候變化和向綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,新西蘭政府確立了國(guó)家方針:一是到2030年,溫室氣體排放量比2005年的水平削減30%;二是到2035年,100%電力供給來(lái)自可再生電力;三是到2050年完成零排放。新西蘭的氫愿景是運(yùn)用氫的時(shí)機(jī),為新西蘭發(fā)明一個(gè)可繼續(xù)的、有彈性的動(dòng)力未來(lái)。
新西蘭于2019年3月宣告了《塔拉納基氫氣路線圖》(見表2)。這份路線圖是由開發(fā)機(jī)構(gòu)“出資塔拉納基”、新普利茅斯當(dāng)?shù)刈h會(huì)、新西蘭氫能公司HiringaEnergy和省級(jí)增加基金一起擬定的。路線圖闡述了該區(qū)域要怎么運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)備成為氫出產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者。省級(jí)增加基金也已取得支撐,以協(xié)助開展塔拉納基的氫燃料基礎(chǔ)設(shè)備。政府正在塔拉納基樹立一個(gè)國(guó)家新動(dòng)力開展中心,協(xié)助新西蘭向低碳未來(lái)過(guò)渡,還將樹立一個(gè)新的科學(xué)研討基金,以促進(jìn)新綠色動(dòng)力技術(shù)的前期研討。
新西蘭氫能開展路線圖概述了新西蘭運(yùn)用氫的潛力樹立可繼續(xù)和彈性動(dòng)力體系的指示性途徑,并顯現(xiàn)了不同的途徑怎么與政府戰(zhàn)略的其他部分相結(jié)合。
現(xiàn)在,新西蘭的氫氣商場(chǎng)還較小。但新西蘭被以為是國(guó)際上最合適立異、試驗(yàn)和演示的當(dāng)?shù)刂?,監(jiān)管妨礙最少。它現(xiàn)有的天然氣、工藝和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備能夠進(jìn)行改造來(lái)用于氫氣工業(yè)。
新西蘭有大量可再生動(dòng)力,運(yùn)用可再生動(dòng)力優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步電氣化,一起節(jié)約動(dòng)力和從碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)換燃料是新西蘭動(dòng)力部門脫碳的首要途徑。冬季,新西蘭的水力發(fā)電產(chǎn)值下降,而對(duì)取暖和照明的需求卻增加,有必要樹立動(dòng)力貯存體系來(lái)平衡不一起間段的電力需求。氫很合適擔(dān)當(dāng)這一角色,可將夏季產(chǎn)出的多余電力用來(lái)出產(chǎn)氫氣貯存起來(lái),在冬季水力發(fā)電產(chǎn)值下降時(shí)運(yùn)用。
新西蘭具有豐富的可再生動(dòng)力,可運(yùn)用來(lái)出產(chǎn)綠氫,部分用于出口。國(guó)際動(dòng)力署以為,到2030年,新西蘭的氫氣產(chǎn)值將達(dá)70萬(wàn)噸/年?!端{基氫氣路線圖》建議每年出口約30萬(wàn)噸氫氣,約占產(chǎn)值的40%。新西蘭已與日本簽署了一份協(xié)作備忘錄,就協(xié)作開發(fā)氫技術(shù)和向日本出口綠氫達(dá)成協(xié)議?!吨袊?guó)石化》雜志2022年第5期作者:曾靜陳銘韻孟翔宇
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氫能工業(yè)
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美國(guó):氫能已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面
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2020年,美國(guó)動(dòng)力部發(fā)布《氫能項(xiàng)目方案》,提出未來(lái)10年及更長(zhǎng)時(shí)期氫能研討、開發(fā)和演示的整體戰(zhàn)略框架。該方案明確了氫能開展的核心技術(shù)范疇、需求和應(yīng)戰(zhàn)及研制重點(diǎn),并確立了氫能方案的首要技術(shù)經(jīng)濟(jì)方針?!稓淠茼?xiàng)目方案》設(shè)定了到2030年氫能開展的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
美國(guó)是國(guó)際最大的氫氣出產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)之一。每年的氫氣消耗量超越1100萬(wàn)噸,占全球需求的13%,其間三分之二用于煉油,其他大部分用于氨出產(chǎn)。在原料方面,現(xiàn)在美國(guó)大約80%的氫氣來(lái)歷于天然氣重整,其他的大部分是石油煉化工業(yè)的副產(chǎn)氫。
美國(guó)氫能技術(shù)工業(yè)鏈完善,氫能已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。為了保證在新興技術(shù)范疇的搶先地位,美國(guó)十分重視氫能工業(yè)鏈上下游的相關(guān)技術(shù)培育,觸及氫氣的出產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、燃料電池制作、燃料電池汽車及加氫站基礎(chǔ)設(shè)備等。美國(guó)在氫燃料電池汽車商場(chǎng)、加氫站運(yùn)用率等方面處于全球搶先水平?,F(xiàn)在,美國(guó)氫燃料電池車保有量全球第一,加州政府注重燃料電池消費(fèi)商場(chǎng)的培育,繼續(xù)給予多項(xiàng)方針支撐,已成為全球燃料電池車推廣最為老練的區(qū)域。
截至2021年6月,美國(guó)已有17兆瓦的電解制氫項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng),輸氫管道容量為1.4吉瓦(300兆瓦在建或已承諾資金投入),別的還有120兆瓦正在前期開發(fā)階段,將于2030年上線運(yùn)行。美國(guó)動(dòng)力部預(yù)測(cè),潛在布置將高達(dá)13.5吉瓦。
歐盟:活躍運(yùn)用本身優(yōu)勢(shì)加快氫能商業(yè)化進(jìn)程
歐盟一向致力于清潔動(dòng)力的開展,近年來(lái)已逐漸明確氫能開展路線。2007年,歐盟委員會(huì)提出《歐洲戰(zhàn)略動(dòng)力技術(shù)方案》,將燃料電池和氫能作為重點(diǎn)支撐的關(guān)鍵技術(shù)范疇。2008年,歐盟理事會(huì)通過(guò)決議樹立“歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織”,創(chuàng)立由歐盟委員會(huì)、工業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)等一起組成的工業(yè)協(xié)作機(jī)制,推進(jìn)氫能和燃料電池工業(yè)開展、運(yùn)用,布置技術(shù)研制。2014年,歐盟提出樹立“歐洲一起利益重要項(xiàng)目”,對(duì)事關(guān)歐盟未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技競(jìng)賽力的關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)備項(xiàng)目,在歐盟層面給予公共支撐。相關(guān)工業(yè)界呼吁,歐盟應(yīng)在未來(lái)5-10年,向與氫能相關(guān)的“歐洲一起利益重要項(xiàng)目”注入50億-600億歐元。
2019年,歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織主導(dǎo)發(fā)布了《歐洲氫能路線圖:歐洲動(dòng)力轉(zhuǎn)型的可繼續(xù)開展途徑》陳述,提出大規(guī)劃開展氫能是歐盟完成脫碳方針的必由之路。該陳述描述了一個(gè)雄心勃勃的方案:在歐盟布置氫能以完成操控2攝氏度溫升的方針,到2050年歐洲能夠產(chǎn)生大約2250太瓦時(shí)的氫氣,相當(dāng)于歐盟總動(dòng)力需求的1/4。
2020年,歐盟委員會(huì)正式發(fā)布了《氣候中性的歐洲氫能戰(zhàn)略》方針文件,宣告樹立歐盟清潔氫能聯(lián)盟。該戰(zhàn)略擬定了歐盟開展氫能的路線圖,分三個(gè)階段推進(jìn)氫能開展。第一階段(2020-2024年),裝置至少6吉瓦的可再生氫電解槽,產(chǎn)值到達(dá)100萬(wàn)噸/年;第二階段(2025-2030年),裝置至少40吉瓦的可再生氫電解槽,產(chǎn)值到達(dá)1000萬(wàn)噸/年,成為歐洲動(dòng)力體系的固有組成部分;第三階段(2030-2050年),可再生氫技術(shù)應(yīng)到達(dá)老練并大規(guī)劃布置,以掩蓋一切難以脫碳的職業(yè)。
歐盟呼吁各成員國(guó)將氫能列入國(guó)家動(dòng)力與氣候開展的中長(zhǎng)時(shí)間方針規(guī)劃。捷克、法國(guó)、德國(guó)、匈牙利、荷蘭、葡萄牙和西班牙等國(guó)已發(fā)布了國(guó)家氫能戰(zhàn)略,意大利和波蘭正在進(jìn)行公眾咨詢,奧地利預(yù)計(jì)很快發(fā)布。這些國(guó)家雖然本身優(yōu)勢(shì)不同,但氫能戰(zhàn)略與歐盟氫能戰(zhàn)略十分一起,幾乎一切國(guó)家都確立了電解氫的方針,到2030年累計(jì)到達(dá)20吉瓦以上(意大利和波蘭的戰(zhàn)略中還有7吉瓦)。歐盟部分國(guó)家氫能戰(zhàn)略如表1所示。
歐盟將氫能作為動(dòng)力安全和動(dòng)力轉(zhuǎn)型的重要保障,活躍運(yùn)用本身優(yōu)勢(shì),加快氫能商業(yè)化進(jìn)程。歐盟在開展氫能方面有本身優(yōu)勢(shì),一方面,風(fēng)力和光伏發(fā)電開展快速,能夠長(zhǎng)時(shí)間為綠氫的出產(chǎn)供給便利條件;另一方面,歐盟具有較為完善的天然氣基礎(chǔ)設(shè)備,通過(guò)擴(kuò)建可為氫能的運(yùn)送供給支撐。根據(jù)本身優(yōu)勢(shì),歐盟在制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、氫運(yùn)用和燃料電池等范疇均取得了豐碩成果,并構(gòu)成了完整的工業(yè)鏈,現(xiàn)在正活躍進(jìn)行商業(yè)化探究。
歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織在歐盟氫能開展過(guò)程中扮演重要角色,推進(jìn)氫能的研制、立異和演示。歐洲的氫能研制運(yùn)用不斷取得打破,2018年6月,國(guó)際第一輛氫動(dòng)力列車在德國(guó)北部試運(yùn)行。2020年,歐盟出產(chǎn)和運(yùn)用了約700萬(wàn)噸氫氣。氫氣首要來(lái)歷于天然氣和煉油廠、石化職業(yè)的副產(chǎn)品。而氫氣的首要消費(fèi)端是煉油(370萬(wàn)噸)和化工職業(yè)(300萬(wàn)噸)。
在供給端,可再生的電解制氫被以為是制氫的首要途徑。歐盟已裝置超越140兆瓦的電解專用制氫設(shè)備,占全球產(chǎn)能的40%以上。歐盟成員國(guó)政府戰(zhàn)略發(fā)出的強(qiáng)烈信號(hào)為進(jìn)一步布置發(fā)明了動(dòng)力,歐盟正在開發(fā)的輸氫管道容量到2030年將超越20吉瓦,其間超越1吉瓦已在建設(shè)中或已承諾資金。
日本:推進(jìn)氫能與其他動(dòng)力耦合協(xié)同開展
從氫能研討到“氫能社會(huì)”設(shè)想,再到構(gòu)成國(guó)家戰(zhàn)略,日本大致經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段。第一階段遭到石油危機(jī)觸發(fā),日本于1974年發(fā)動(dòng)“陽(yáng)光方案”,醞釀并施行包括氫能在內(nèi)的一系列動(dòng)力研討項(xiàng)目。第二階段為2003年發(fā)布《第一次動(dòng)力根本方案》,首次提出“氫能社會(huì)”設(shè)想。第三階段是2017年出臺(tái)《氫動(dòng)力根本戰(zhàn)略》,將設(shè)想提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度?,F(xiàn)在已逐漸進(jìn)入新階段,即氫能戰(zhàn)略的溢出階段。
日本于2014年發(fā)布了《氫能/燃料電池戰(zhàn)略開展路線圖》,并于2016年和2019年做了更新,從《氫能/燃料電池戰(zhàn)略開展路線圖》可知,日本構(gòu)建“氫能社會(huì)”依托于三個(gè)階段的戰(zhàn)略路線規(guī)劃。第一階段為推廣燃料電池運(yùn)用場(chǎng)景,促進(jìn)氫能運(yùn)用,在這一階段首要運(yùn)用副產(chǎn)氫氣,或石油、天然氣等化石動(dòng)力制氫。第二階段為運(yùn)用未運(yùn)用動(dòng)力制氫、運(yùn)送、貯存與發(fā)電。第三階段旨在依托可再生動(dòng)力,未運(yùn)用動(dòng)力結(jié)合碳回收與捕集技術(shù),完成全生命周期零排放供氫體系。方案到2025年建設(shè)320個(gè)加氫站。
2017年出臺(tái)的《氫動(dòng)力根本戰(zhàn)略》明確了降低制氫本錢的路線圖和方針,旨在2030年降至30日元/立方米,未來(lái)完成20日元/立方米。2021年宣告《綠色增加方案》,提出在2030年氫能產(chǎn)值完成300萬(wàn)噸的方針。為了支撐這一方針,日本政府宣告了一項(xiàng)7000億日元的公共出資方案,支撐日本氫氣供給鏈開展。
在日本的戰(zhàn)略途徑中,不將氫能作為化石動(dòng)力的替代動(dòng)力,而是致立于推進(jìn)氫能與褐煤等多種化石動(dòng)力及可再生動(dòng)力的耦合協(xié)同開展。另一方面,日本傾向于構(gòu)建國(guó)際氫能供給鏈,從2018年起,日本已連續(xù)3年主辦氫動(dòng)力部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議,旨在主導(dǎo)并推進(jìn)全球“氫能社會(huì)”開展。
2020年,日本的氫氣需求量挨近200萬(wàn)噸,其間煉油占了近90%的需求,其他部分是氨出產(chǎn)需求。在氫氣來(lái)歷方面,來(lái)歷于天然氣的氫氣占50%以上,另有45%是煉油和石化職業(yè)的副產(chǎn)氫,剩余的來(lái)歷于小型煤炭出產(chǎn)過(guò)程。
日本一向是在交通運(yùn)送范疇中運(yùn)用氫氣的先行者,本田公司在2008年推出了首款商用燃料電池車電動(dòng)車(FCEV)。2021年4月,日本大約有5600輛FCEV,是國(guó)際第四大商場(chǎng),并且日本確立了FCEV開展方針,即到2025年到達(dá)20萬(wàn)輛,到2030年到達(dá)80萬(wàn)輛。
韓國(guó):致力于打造國(guó)際最大交通和電力氫燃料電池商場(chǎng)
2018年,韓國(guó)發(fā)布《立異開展戰(zhàn)略出資方案》,將氫能工業(yè)列為三大戰(zhàn)略出資方向之一。2019年,發(fā)布《氫能經(jīng)濟(jì)開展路線圖》,明確了制氫、加氫和燃料電池開展的方針?!稓淠芙?jīng)濟(jì)開展路線圖》強(qiáng)調(diào)了兩個(gè)優(yōu)先事項(xiàng),一個(gè)是樹立氫商場(chǎng),另一個(gè)是打造國(guó)際最大的用于交通和電力的氫燃料電池商場(chǎng)。根據(jù)該路線圖,韓國(guó)政府方案將氫燃料電池車商場(chǎng)規(guī)劃從2018年的1800輛擴(kuò)展到2022年的8萬(wàn)輛,到2040年到達(dá)620萬(wàn)輛。用于發(fā)電的氫燃料電池容量到2040年將達(dá)15吉瓦。氫氣的需求量2030年將到達(dá)194萬(wàn)噸,2030年將到達(dá)526萬(wàn)噸。
2020年2月,韓國(guó)公布《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全辦理法》,這是全球首個(gè)促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全的辦理法案,意圖在于促進(jìn)根據(jù)安全的氫經(jīng)濟(jì)建設(shè),體系、有效地促進(jìn)韓國(guó)氫工業(yè)的開展,為氫能供給和氫設(shè)備的安全辦理供給支撐,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開展。
2021年,韓國(guó)發(fā)布首個(gè)《氫經(jīng)濟(jì)開展根本規(guī)劃》,提出到2050年韓國(guó)氫能將占終究動(dòng)力消耗的33%,發(fā)電量的23.8%,成為超越石油的最大動(dòng)力,將在全國(guó)樹立2000多處加氫站。
韓國(guó)是采用氫技術(shù)最活躍的國(guó)家之一。2020年,韓國(guó)出產(chǎn)和運(yùn)用的氫氣超越180萬(wàn)噸,幾乎一切需求都來(lái)自煉油和石化過(guò)程。在氫氣來(lái)歷方面,大約60%的氫氣是來(lái)自各種來(lái)歷的副產(chǎn)品,其他40%來(lái)自天然氣。
在交通方面,2020年,韓國(guó)投放了超越1萬(wàn)輛商用燃料電池車電動(dòng)車,走在國(guó)際的前列。在固定式燃料電池方面,韓國(guó)現(xiàn)在的裝機(jī)容量為620兆瓦,幾乎是2018年末的兩倍。韓國(guó)十分重視低碳?xì)涞某霎a(chǎn),第一批開發(fā)低碳?xì)錃獬霎a(chǎn)的項(xiàng)目已經(jīng)在進(jìn)行中,2021年,韓國(guó)SK集團(tuán)旗下SKE&S公司與現(xiàn)代石油(HyundaiOilbank)宣告聯(lián)合開發(fā)兩個(gè)天然氣制氫項(xiàng)目,總產(chǎn)能為35萬(wàn)噸/年。在基礎(chǔ)設(shè)備方面,林德集團(tuán)(Linde)和韓國(guó)曉星集團(tuán)(Hyosung)于2021協(xié)作建設(shè)了亞洲最大的液化氫氣廠,為交通職業(yè)供給氫氣。
澳大利亞:創(chuàng)立氫能紐帶
澳大利亞包含豐富的煤炭、天然氣等化石動(dòng)力資源,可用于制取足夠的氫氣;澳大利亞具有完善的煤炭工業(yè)鏈及完善的天然氣出產(chǎn)、液化、儲(chǔ)運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)備及專業(yè)技術(shù)支撐,能夠在氫能工業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。澳大利亞政府高度重視氫能開展,整體氫能戰(zhàn)略是大力開展清潔、立異、安全和有競(jìng)賽力的氫動(dòng)力工業(yè),以新動(dòng)力制氫、氫發(fā)電、氫出口作為重要策略,有潛力成為全球最大的氫氣出產(chǎn)國(guó)之一。
澳大利亞于2019年11月發(fā)布《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》,確立了開展方針和具體舉動(dòng),探究了清潔制氫的潛力,概述了快速擴(kuò)展規(guī)劃的方案,并詳細(xì)說(shuō)明了政府、職業(yè)和社區(qū)所需的和諧舉動(dòng),致力于消除氫能職業(yè)開展的妨礙。作為該方案的一部分,政府已出資超越13億澳元以加快國(guó)內(nèi)氫工業(yè)的增加。該戰(zhàn)略還強(qiáng)調(diào)了氫出口帶來(lái)的重大時(shí)機(jī),政府正在通過(guò)與新加坡、德國(guó)、日本、韓國(guó)及英國(guó)開展國(guó)際伙伴關(guān)系來(lái)促進(jìn)氫出口。
澳大利亞戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵要素將是創(chuàng)立氫能紐帶—大規(guī)劃氫氣需求的集群。這些設(shè)備可能在港口、城市或偏遠(yuǎn)區(qū)域,將為該職業(yè)供給擴(kuò)展規(guī)劃的跳板。氫能紐帶將使基礎(chǔ)設(shè)備的開展更具本錢效益,從規(guī)劃經(jīng)濟(jì)中提高效率,加快立異,并從部門耦合中完成協(xié)同效應(yīng)。在運(yùn)送、工業(yè)和天然氣分銷網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用氫,并將氫技術(shù)以提高可靠性的方法整合到電力體系中。在促進(jìn)國(guó)內(nèi)需求的一起,還將支撐澳大利亞的出口才能,使澳大利亞成為全球搶先的氫參與者。
現(xiàn)在,澳大利亞的氫氣需求量還十分小,幾乎悉數(shù)用于煉油和氨出產(chǎn),此外,國(guó)內(nèi)需求的增加也很有限。但是,該國(guó)在廉價(jià)出產(chǎn)低碳?xì)錃夥矫嬗芯薮蟮臐摿ΑUJ(rèn)識(shí)到這一時(shí)機(jī),政府出資了7個(gè)氫氣中心,集中用戶,從而將基礎(chǔ)設(shè)備本錢降至最低。
澳大利亞運(yùn)用可再生動(dòng)力出產(chǎn)氫氣的潛力巨大?,F(xiàn)在,9個(gè)容量大于1吉瓦的項(xiàng)目正在開發(fā)中,其間包括一些國(guó)際上規(guī)劃最大的項(xiàng)目:西部綠色動(dòng)力中心(相當(dāng)于20吉瓦的電解容量)、亞洲可再生動(dòng)力中心(14吉瓦)、HyEnergy零碳?xì)?8吉瓦)及Murchison項(xiàng)目(5吉瓦)。如果一切正在開發(fā)的項(xiàng)目都成功布置,到2030年,澳大利亞的電解氫產(chǎn)能將到達(dá)近20吉瓦,其間大部分將以氫氣和氨的形式出口。
新西蘭:路線圖勾勒“成為氫出產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者”愿景
為應(yīng)對(duì)氣候變化和向綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,新西蘭政府確立了國(guó)家方針:一是到2030年,溫室氣體排放量比2005年的水平削減30%;二是到2035年,100%電力供給來(lái)自可再生電力;三是到2050年完成零排放。新西蘭的氫愿景是運(yùn)用氫的時(shí)機(jī),為新西蘭發(fā)明一個(gè)可繼續(xù)的、有彈性的動(dòng)力未來(lái)。
新西蘭于2019年3月宣告了《塔拉納基氫氣路線圖》(見表2)。這份路線圖是由開發(fā)機(jī)構(gòu)“出資塔拉納基”、新普利茅斯當(dāng)?shù)刈h會(huì)、新西蘭氫能公司HiringaEnergy和省級(jí)增加基金一起擬定的。路線圖闡述了該區(qū)域要怎么運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)備成為氫出產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者。省級(jí)增加基金也已取得支撐,以協(xié)助開展塔拉納基的氫燃料基礎(chǔ)設(shè)備。政府正在塔拉納基樹立一個(gè)國(guó)家新動(dòng)力開展中心,協(xié)助新西蘭向低碳未來(lái)過(guò)渡,還將樹立一個(gè)新的科學(xué)研討基金,以促進(jìn)新綠色動(dòng)力技術(shù)的前期研討。
新西蘭氫能開展路線圖概述了新西蘭運(yùn)用氫的潛力樹立可繼續(xù)和彈性動(dòng)力體系的指示性途徑,并顯現(xiàn)了不同的途徑怎么與政府戰(zhàn)略的其他部分相結(jié)合。
現(xiàn)在,新西蘭的氫氣商場(chǎng)還較小。但新西蘭被以為是國(guó)際上最合適立異、試驗(yàn)和演示的當(dāng)?shù)刂?,監(jiān)管妨礙最少。它現(xiàn)有的天然氣、工藝和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備能夠進(jìn)行改造來(lái)用于氫氣工業(yè)。
新西蘭有大量可再生動(dòng)力,運(yùn)用可再生動(dòng)力優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步電氣化,一起節(jié)約動(dòng)力和從碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)換燃料是新西蘭動(dòng)力部門脫碳的首要途徑。冬季,新西蘭的水力發(fā)電產(chǎn)值下降,而對(duì)取暖和照明的需求卻增加,有必要樹立動(dòng)力貯存體系來(lái)平衡不一起間段的電力需求。氫很合適擔(dān)當(dāng)這一角色,可將夏季產(chǎn)出的多余電力用來(lái)出產(chǎn)氫氣貯存起來(lái),在冬季水力發(fā)電產(chǎn)值下降時(shí)運(yùn)用。
新西蘭具有豐富的可再生動(dòng)力,可運(yùn)用來(lái)出產(chǎn)綠氫,部分用于出口。國(guó)際動(dòng)力署以為,到2030年,新西蘭的氫氣產(chǎn)值將達(dá)70萬(wàn)噸/年?!端{基氫氣路線圖》建議每年出口約30萬(wàn)噸氫氣,約占產(chǎn)值的40%。新西蘭已與日本簽署了一份協(xié)作備忘錄,就協(xié)作開發(fā)氫技術(shù)和向日本出口綠氫達(dá)成協(xié)議?!吨袊?guó)石化》雜志2022年第5期作者:曾靜陳銘韻孟翔宇
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氫能工業(yè)
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