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氢能太贵了——这38项政府政策助推氢能发展
作者:官方 来源:Renewable Energy News 所属栏目:政策法规 发布时间:2021-12-06 13:06
[ 导读 ]国际可再生能源机构和世界经济论坛在COP26上公布了一份具有里程碑意义的报告,其中列出了38项“可行措施”,将有助于降低欧洲...

国际可再生能源机构和世界经济论坛在COP26上公布了一份具有里程碑意义的报告,其中列出了38项“可行措施”,将有助于降低欧洲可再生氢气的成本,并支撑一个值得信赖的国际市场。可能有超过250兆瓦的绿色氢项目在全球管道,,一个看似无尽的公告使用大量零排放的碳排放的气体从卡车和加热到钢铁和航空,但简单的事实是,今天可再生H2几乎不存在。

根据分析机构Aurora Energy Research的数据,目前全球仅部署了200兆瓦的电解水机——一种利用电力将水分子分解为氢和氧的机器——而且并不是所有的电解水机都使用可再生能源。目前世界上最大的正在运行的绿色氢项目,位于加拿大魁北克,只有20兆瓦。

这是因为绿色氢目前的生产成本远高于从未减少的化石燃料中提取的灰色氢,后者占当今世界氢需求的95-99%。

成本估计因天然气和可再生能源的价格而异,后者的容量因素有很大的影响(例如,电解槽运行的时间越长,氢的稳定成本越低)。但国际能源署(International Energy Agency)认为,目前绿色氢的成本为每公斤3-8美元,而未减灰氢的成本为每公斤0.50-1.70美元。

一致的观点是,政府需要补贴绿色氢在短中期内使它可负担得起的和创建一个可行的和可持续的市场天然气以类似的方式,如何上网电价和国家招标已大幅降低风力和太阳能发电的成本在过去的20年。

事实上,在上周的COP26会议上,32个国家和欧盟同意共同努力,以确保“到2030年全球都能获得负担得起的可再生能源和低碳氢”,但没有具体说明如何实现这一目标。

根据国际可再生能源机构(Irena)、世界经济论坛(WEF)和咨询公司埃森哲(Accenture)在COP26上公布的一份新文件,这远不是一件简单的事情,仅欧盟就需要不少于38项政策或“扶持措施”,日本有39项措施。这包括支持机制、新的市场设计、工业配额、碳边界调整税、碳强度定义、电解槽制造能力目标、劳动力培训和研发支持。

使绿色路线图氢措施报告,描述自己是一个决策者的“工具箱”,查看所需的支持措施在欧盟和日本,后来扩展为美国做同样的事情,中国、印度、拉美和中东和北非。

Irena在一份声明中说:“快速吸收绿色氢对航空、国际航运和重工业等行业至关重要,这些行业的能源密度高,排放很难减少。”“路线图显示了需要实施的扶持措施,以促进全球绿色氢经济。”

这份初步文件列出了10个目标,每个目标都有3至5项使能措施(列为“a”至“e”)- -其中一些已详细讨论,其他的只有一行文本。

对欧盟和日本的政策建议非常相似,但就本文的目的而言,Recharge将重点关注欧洲的建议,然后简要分析日本的具体扶持措施。

支持措施

1a:确保附加规则,同时支持增加可再生能源部署。这是为了确保绿色氢生产不会“取代可再生电力的更有效使用”,也不会获得为这类用途设立的任何“额外支付”,如上网电价。然而,这确实为使用过量的可再生能源(即由于电力需求不足而减少的能源)生产氢气敞开了大门,尽管这需要在未来的认证计划中进行跟踪。

1b:用专门的支持降低高电价。这包括确保电解商免除税费,并对多余的可再生能源征收低税。

1c:为先行者放宽附加规则。1a的“部分例外”没有明确定义,但需要评估“过渡性措施”。它提出了两个例子,第一个是在较长一段时间内平均出多余的可再生能源,这样操作者就可以在优化电解槽操作的时候,而不是仅仅利用它。第二种方法是在招标中将绿色氢气生产与可再生能源生产放在一起,以缓解潜在的电网限制——也就是说,将原本只能用于电解槽的风能或太阳能转向发电。

1 d。通过专门的支持(如赠款和贷款)降低电解槽的投资成本。

2a:打造氢融资一站式平台。这是一项将项目开发商、私人融资、开发融资和政府支持集中在一起的倡议,以加快最终投资决策(fid)。

它包括建立一个论坛,将融资方和决策者联系起来,“就阻止氢项目的FID发展的原因分享观点”,并为项目开发和文件准备提供政府资助。

2b:提供财政激励(对绿色商品实行税级差异化和减税)。换句话说,对使用绿色氢生产的产品(如化肥或钢铁)的消费者和企业降低税率或减税。这将有助于克服使用更昂贵的H2形式所带来的额外费用。

2 c。实施差价碳合约。这些合同在文件中被定义为“通过支付碳市场价格和商定执行价格之间的差额,确定氢消费者的成本”。

换句话说,政府将为避免二氧化碳排放向终端用户支付担保金额。这将包括不支付欧盟排放交易系统(ETS)下的碳价格所带来的节省,以及为达到CCfD中商定的“执行价格”而提供的追加补贴。这里的关键行动是确定谁应该从这种安排中受益,首先是实施试点计划。

CCfD和一个试点项目已经被纳入欧盟委员会于2020年7月公布的氢战略,该战略仍在等待成员国的最终批准。

2 d。在绿色产品中引入生态标签,包括氢生产路线。

2 e。逐步取消欧盟排放交易系统(ETS)对灰氢的免费补贴,并将收入用于绿色氢气。

3a:确定高价值/高效率的应用,并根据最终用途部门确定符合净零的目标。这份文件并没有提供关于这一“可行措施”的更多信息,但这可能会排除使用氢来加热和燃料电池汽车,对这些汽车来说,直接使用电力通常被认为是一种更有效、更快的脱碳途径。

3 b。通过促进区域和部门目标来鼓励氢山谷的发展。这个术语“氢谷”是工业集群的同义词,即生产和消费绿色氢气的地方,以降低可观的成本和运输氢气的难度。

3 c。推动可持续的公共采购。换句话说,政府或公共部门购买使用绿色氢气的产品。

3 d。通过重大转型政策,加快产业应用燃料转移。这需要引进配额或规定要求某些行业使用越来越多的绿色氢——以及贷款、赠款或其他资金来帮助吸收这样的额外成本,以及认证方案,确保了温室气体排放强度标准(见下文)。

4 a。通过协调和持续的知识交流,确保各成员国的努力和战略一致。

4 b。为贸易设施设定雄心勃勃的容量目标。这包括港口、船舶、储藏库和可以处理非特定氢气运输船(可能包括氨、甲醇和甲苯,以及压缩和液化氢气)的设备。这包括定义里程碑,使规模经济能够降低成本;H2进出口目标;与设备制造商达成标准化设计协议;并参与从试点项目和其他项目进口和出口氢气的全球倡议。

4 c。定义氢交易(包括衍生品)的市场设计和操作规则。

5。在难以削减的部门逐步淘汰化石燃料技术。这份文件在这里只列举了两个例子:灰色氢气和煤炭用于钢铁生产,但在“正在进行的工作和例子”中,它指出英国计划逐步淘汰燃气锅炉,并禁止新的汽油和柴油汽车。

然而,这不能算作在这些部门使用氢的支持。相反,该报告呼吁“制定行业脱碳目标草案,采用整体方法(包括能源效率、电气化和转向氢等低碳燃料)”,并对竞争技术进行评估,制定逐步淘汰化石燃料的国家路线图。

5 b。对氢、绿色产品和“基础材料”(如绿色化肥和绿色钢材)实行配额和强制。这还包括现有的大型氢消费者的绿色H2配额(没有具体说明,但包括氨和化学品生产商和炼油商),以及“工业以外的部门(如航空)”。

后者将是有争议的,因为从体积上看,氢的能源密集程度还不足以直接用作航空燃料,尽管这种气体可以用作所谓的“电子燃料”的关键成分合成煤油喷气燃料是由绿色氢气和捕获的二氧化碳结合而成,尽管与生物基可持续航空燃料相比,这种燃料可能昂贵得令人望而却步。想了解更多关于航空脱碳的信息,请点击这里。

5 c。设计基于生命周期碳含量的碳边界调整机制,促进绿色商品的发展。这本质上意味着对进口商品征收碳税,以确保欧洲企业不会面临比非欧盟竞争对手更高的二氧化碳排放收费。正如Recharge此前报道的那样,此类计划可能会引起中国等出口国家的愤怒,并可能导致贸易战。

该文件没有提供以下五项授权措施的细节,这些措施将由欧洲传输系统运营商监管机构实施。

6个。明确氢气输送网络的治理。

6 b。根据市场发展情况,建立灵活的规管架构。

6 c。整合氢、电、气基础设施的长期规划。

6 d。指定互操作的质量标准和定义。

6 e。引入能力支付以支持基础设施的扩建。

同样,报告在这里没有提供任何细节,除了说以下必须得到氢气工业本身的同意:

7 a。为生产之外的价值链新部件(运输、储存、转换)定义技术标准。

7 b。定义氢衍生物(如氨,合成燃料)的技术标准。

7 c。制定新型氢载体的安全标准。这可能是对液态有机氢载体(lohc)的参考,如甲苯,以及未来的固态氢载体,如硼氢化钠。

8 a。为氢生产设定清晰的碳强度、定义、阈值和界限。确保某批H2是“绿色”是至关重要的,如果氢部门有任何诚信作为脱碳的路线,和这将需要一个认证计划的“原产地担保”中使用可再生能源的电力行业。

报告指出,这将包括定义“可持续氢的最低标准”,这将为利用CCS从化石燃料中提取的蓝色氢气,以及使用电网发电而不是专用可再生能源制造的氢气打开后门。绿色氢组织上周表示,它将引领可再生氢标准的全球发展。

8 b。确保成员国、欧盟和欧盟内外的出口商对碳强度使用相同的方法和范围。这将不可避免地需要与国际标准化机构和组织,以及出口国和进口国进行合作和接触。

该文件指出了通过经济中的氢和燃料电池国际伙伴关系(IPHE)在这方面正在进行的努力,该伙伴关系是21个成员国和欧盟委员会之间的政府间伙伴关系。ihe上个月发布了一份75页的“方法论工作文件”,内容涉及电解制氢、采用碳捕获与封存(CCS)的蒸汽甲烷重整、工业副产品以及采用CCS的煤炭气化等过程中产生的温室气体排放。

8 c。定义氢衍生物(氨)和液氢的碳强度标准。

8 d。在认证过程中引入环境外部性(水、土地等)。虽然报告没有提供这方面的细节,但人们普遍认为重要的是,绿色氢气生产不使用当地居民本来需要的水,并且使用土地大规模生产氢气不会对当地居民产生负面影响或侵犯他们的权利。

9 a。设定电解槽生产能力目标。

9 b。为电解槽组件设定目标以支持供应链(如膜、电极等)。

9 c。推动电解槽生产自动化,提高原料效率(如回收)。传统上,电解液是手工生产的,这使得它们非常昂贵。通过在大型工厂实现生产自动化,这将迅速降低成本——ITM Power和Nel等制造商已经在这样做了。

该报告还呼吁“为电解槽中使用的关键原材料建立明确的目标,并注意聚合物电解质膜[PEM]电解槽中的铂族金属[在本文中为铂、铱和钌]”。这些昂贵的稀有金属被用作催化剂,尽管PEM制造商经常表示所需的量非常小,所以它们并不是降低电解槽成本的重大障碍。 

9 d。确定关键技能和发展战略,以确保合格的劳动力的可用性。

10。专注研发,提高电解槽的技术性能,包括耐用性、成本和效率。

10 b。扩大和分享试点项目,建立与商业规模的设施经验。

10 c。通过价值链的组成部分来识别可能的长期供应链瓶颈。

报告还为38项政策措施设定了从今年年底到2030年的时间表目标。

Irena和世界经济论坛的报告还对日本扩大绿色氢市场所需的39项“扶持措施”进行了类似的细节分析,这些措施与欧洲非常相似。

唯一明显的区别在于,由于可再生能源的土地有限,日本几乎肯定会成为一个进口国,而不是绿色氢的生产国(再加上陡峭的大陆架降低了其建造廉价固定海底海上风力的能力),由于地理位置偏僻,周边水域很深,无法直接进口清洁电力。

因此,该文件呼吁日本与其他国家签署谅解备忘录,供应绿色氢,制定国家计划,将氢用于季节性储存(即,将夏季的太阳能储存为冬季使用的氢),以及更加注重在卡车和巴士等重型交通工具上使用氢,包括规划加气站和港口。

报告称,作为其中的一部分,日本应该把更多的研发重点放在氢气运输上,利用液化天然气(LNG)市场的最佳实践,同时降低将氨或lohc转化为纯氢的成本。以及能源密集型氢液化(需要冷却至-259.2°C)的新性能目标。

Irena总干事Francesco La Camera表示:“绿色氢需要从目前的小众角色转变为一个在各个行业广泛使用的全球能源载体,这将需要一个综合的政策方法。”“我们的扶持措施路线图将帮助各国引领全球氢市场,实现全球净零目标。”

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