氢在地平线上：准备好，几乎准备好了，去吗？世界能源理事会，与 EPRI 和 PwC 合作 2关于世界能源理事会近一个世纪以来，世界能源理事会一直是全球、区域和国家能源辩论的核心，在世界范围内发展新思维并推动有效行动，以实现可持续能源造福所有人。该委员会由近 90 个国家/地区的 3,000 多个成员组织组成，成员来自政府、私营和国有企业、学术界以及新的和更广泛的系统塑造者利益相关者，是世界上第一个也是唯一一个真正的全球成员式能源网络。理事会作为全球能源转型平台，在整个能源领域积极开展工作，汇聚睿智的领导层，以促进世界能源政策对话并为其提供信息，产生影响并推动实际行动。理事会不提倡任何国家、公司、技术或能源。世界能源理事会始终致力于应对既公正又具有影响力的挑战。要了解更多信息，请访问 www.worldenergy.org 世界能源理事会 2021 年 7 月出版版权所有 © 2021 世界能源理事会。版权所有。可以使用或复制本出版物的全部或部分内容，只要在每个副本或传输中包含以下引文：“经世界能源理事会许可使用”。世界能源理事会在英格兰和威尔士注册编号 4184478 VAT Reg。编号 GB 123 3802 48注册办事处62–64 康希尔伦敦 EC3V 3NH 英国创新洞察简报这份关于氢的创新洞察简报是世界能源理事会专注于创新的一系列出版物的一部分。它是与电力研究所 (EPRI) 和普华永道合作开发的。EPRI 和天然气技术研究所 (GTI) 创建了低碳资源倡议 (LCRI)解决在整个能源经济中实现深度碳减排的挑战和差距。 LCRI 专注于替代能源载体 (AEC) 和低碳燃料（例如氢、氨、生物燃料（包括可再生天然气 [RNG]）和合成燃料）的价值链以及研究、开发和示范 (RD&D ) 以使其在整个能源经济中的生产、储存、交付和使用。到本世纪中叶，需要这些能源载体/燃料以负担得起的方式实现经济范围内的脱碳。这个为期五年的全球合作将确定并加速有前途的技术的基础开发；展示和评估关键技术和流程的性能，确定可能的改进途径；并告知关键利益相关者和公众有关技术选择和实现目标的潜在途径低碳未来。普华永道是一个由遍布 155 个国家/地区的公司组成的网络，拥有超过 284,000 名致力于提供优质保证、咨询和税务服务的人员，其中包括 20,000 多名从事能源、公用事业和资源行业的专业人士。凭借其全球战略“新方程式”，普华永道正在应对塑造当今世界的挑战，重点是建立信任并提供持续成果，为组织、其利益相关者和更广泛的社会创造价值。气候变化是世界上最紧迫的问题之一，普华永道已承诺到 2030 年实现温室气体净零排放，并正在与组织合作，加速他们自己的基于气候的转型。普华永道和世界能源理事会的共同目标是通过与政策制定者和领先行业参与者的合作来促进能源转型和可持续发展。我们的共同观点是，能源转型和可持续性是通过强有力的政策框架和强大、有竞争力的能源行业的相互作用来实现的。在一个颠覆性变革的快节奏时代，本次简报旨在促进理事会成员与其他能源利益相关者和政策制定者之间的战略知识共享，并促进关于氢在能源转型中的作用的全球对话。本次简报建立在理事会早期工作的基础上，涉及对国家战略发展的广泛研究以及对来自 23 个国家的 38 位专家的采访，反映了全球一次能源供应总量的 61% – TPES（2018 年数据，经合组织）和全球 GDP 的 70% （2019 年数据，世界银行）。世界能源理事会与 EPRI 和 P 合作瓦C 3关于能量转换的讨论经常忽视清洁分子和热量的作用。结合更深入的电气化，清洁分子（例如，氢基燃料、具有 CCUS 的天然气、生物燃料等）可以发挥重要作用在更加循环的碳经济中，使更多领域和用途脱碳。 COP26 正在加强许多国家和公司实现气候中和和实现净零排放的雄心。正是在这种背景下，随着各国和公司寻求探索其脱碳潜力，全球对清洁氢作为能源载体的兴趣正在飙升难以减少的部门和用途，为越来越多的可再生能源提供灵活的存储。虽然氢在未来能源系统中的真正潜力尚不清楚，但人们对新的经济和社会机会的雄心越来越大，特别是支持后 COVID19 复苏。目前氢气需求大体集中在石化行业及其在其他领域的潜力开始在小批量试点研究中进行探索，旨在证明可行性并降低低碳氢及其分配的实质性成本。随着兴趣和支持的增加，迫切需要理清不同的潜在驱动因素和实际机会，以更好地了解清洁氢在能源系统和能源转型中的真正潜力。世界能源理事会的人性化能量议程特别强调需要超越传统的以供应为中心的能源观点，更多地关注需求方和消费者的作用，因为他们具有越来越大的颠覆性创新潜力。在其发展的这个萌芽阶段，更好地了解氢需求已被证明特别具有挑战性。对 2050 年现有氢气需求估计的比较评估（见附件 1）显示，随着基础设施的发展，到 2030 年氢气需求增长有限但稳定。到 2050 年，根据基本假设，估计值将在最终能源消耗总量的 6% 至 25% 之间发生显着变化。图 1. 到 2050 年的氢需求评估范围600500400氢 TWh (HHV) 22,50020,00017,50015,000300200100基础设施实施12,50010,0007,5005,0002,5000 20102015 2020202520302035 2040 2045 2050< 1.8ºCAcil Allen 报告 - 高BP 能源展望 2020 - 净零IEA 能源技术展望 2020 - SDS Shell - Sky Scenario可再生能源世界氢经济展望中的动力燃料——强有力的政策资料来源：普华永道1.8 - 2.3ºCAcil Allen 报告 - 中BP 能源展望 2020 - 快速氢能委员会 - 2DS世界能源理事会 - 未完成的交响曲> 2.3ºCAcil Allen 报告 - 低世界能源理事会 - 现代爵士氢经济展望 - 弱政策在能源系统内扩大氢的规模面临重大挑战。首先，低碳氢目前在大多数应用和地点与其他能源供应相比不具有成本竞争力，并且可能会在没有重大支持以弥合价格差距的情况下保持竞争力——这引发了谁应该为这种支持提供资金的问题。然而，环保和政治驱动因素正在向市场发出令人鼓舞的信号，并引发当前日益增长的兴趣。有了适当的政策和技术来扩大氢能规模，一些预测表明它可能在 2030 年与其他解决方案相比具有成本竞争力。 其次，由于“氢经济”处于萌芽阶段发展，它面临着供需之间的“鸡与蛋问题”，两者都缺乏来自另一方的安全数量来帮助建立价值链。第三，众多氢能技术处于不同的成熟度，形成了一个复杂的格局，多条路径正在探索，很少有方法被完全淘汰。山中的氢氢在地平线上：准备好，几乎准备好了，去吗？ 4各国对氢在能源转型中的潜在作用的看法不同，国家氢战略显示出显着国家和区域之间出现的差异（见附件 2）。亚洲和欧洲目前似乎更关注需求，而中东和北非则更关注供应。亚洲更加关注氢作为氨形式的液体燃料以及作为航运和公路运输的运输燃料。日本一直在积极寻求建立国际供应链，而韩国则专注于氢燃料电池汽车等新技术。相比之下，欧洲更专注于使用氢来使工业和运输中难以减排的部门（重型——例如公共汽车和卡车）脱碳。美洲（北部和南部）正在考虑为自己的消费和出口生产。那些探索氢气的国家似乎更倾向于直接的公共支持，以增加清洁氢气的数量、降低价格并鼓励其在终端使用部门的使用。在这个早期阶段，各国正在考虑不同的政策工具，以促进氢的规模化，对价值链上的氢项目的直接投资在各国是普遍的。任何监管行动都主要侧重于“速赢”，以简化或澄清现有框架，并减少项目开发的潜在障碍。在这个阶段，监管仍然有限，以允许创新和探索不同的技术。在国家领土之外，一些国家正在积极发展双边伙伴关系，以帮助形成全球氢供应链并确保清洁氢供应。图 1：双边伙伴关系1德国哥斯达黎加 哥伦比亚 新加坡日本韩国葡萄牙美国 法国乌克兰 突尼斯 尼日利亚加拿大冰岛智利澳大利亚沙特阿拉伯摩洛哥 新西兰文莱 阿根廷俄罗斯阿联酋 以色列 挪威荷兰人印度资料来源：世界能源理事会，根据德国成员委员会地图修改，20212多项国家战略突出工作作为氢能发展背后的重要驱动力，要么通过重新利用当前的碳氢化合物基础设施或捕获碳排放来保护现有就业机会，要么在新的氢经济中创造新的就业机会。对于许多人来说，COVID后恢复提供投资氢经济的空间，以促进就业和经济增长，共同向前发展。这些氢能工作的雄心需要进一步分析以了解它们的真实情况不同地区的影响和实际影响。除了就业方面，氢的社会许可可以帮助其发挥清洁分子载体的作用，并在适当的社会理解和支持下进一步鼓励其采用。虽然氢之前曾面临对其潜力的乐观和怀疑循环，但由于环境、经济和政治因素，当前的兴趣确实有所不同，各国设定了更雄心勃勃和更具约束力的气候目标、更便宜的可再生能源和技术进步（例如电解技术）降低成本）。1 方法：双边伙伴关系完全是政府对政府的协议，可以包括围绕氢（氢燃料和/或技术的进口/出口）、示范项目和谅解备忘录的贸易关系。基于 2021 年 5 月 27 日的可用信息。2世界能源理事会与 EPRI 和 P 合作瓦C 5有明确的需求更多对话更好地了解氢在以净零为目标的能源系统中的真正潜力，探索区域内的供需潜力以及不同的氢战略和计划如何相互补充，并相互学习。在世界能源理事会的社区内，在区域和全球层面进行更广泛的多利益相关方对话以增加社区内和跨区域的知识共享和经验学习，特别是探索需求和价值链的发展，并确定氢能大规模开发的障碍和推动因素。我们的分析特别强调了能源界的一个优先主题，即澄清“氢色”辩论。颜色已被用于简化关于制氢碳足迹的讨论，但它变得更加复杂，因为对于特定技术没有普遍认可的颜色，并且在某些方面存在分歧哪个颜色匹配哪个供应。最值得注意的是，核能产生的氢似乎没有一致的颜色，而碳捕获的各种化石燃料供应的氢则呈现不同深浅的蓝色。颜色辩论需要澄清，因为它可能会过早地排除一些成本和碳效率更高的技术路线。一种新兴的感觉是，讨论或许应该考虑超越颜色，而应关注碳等效性。理事会的全球社区将热衷于探索颜色讨论以及它如何影响氢在能源转型中的作用。氢的地缘政治仍在不断发展，并受到各国希望如何在其能源系统中生产和消费清洁氢的影响。制氢的碳当量和电解槽技术的竞争可能是需要进一步对话的关键领域。世界能源理事会与 EPRI 和普华永道合作，旨在利用其全球网络的专业知识和经验，让能源界更好地了解全球氢能的发展。本次创新洞察简报旨在就氢在能源转型中的作用开展多方利益相关者、多层次的社区对话。我们的工作确定了以下 4 个需要进一步讨论的领域：国家和地区之间出现显着差异，由于国家氢战略揭示了对氢在能源转型中的作用的不同态度。这表明需要拥抱多样性——消除一刀切的心态——并允许探索不同的技术和用例。对“颜色”的混淆正在扼杀创新，过度简化和颜色偏见可能会过早排除一些可能更具成本效益和碳效益的技术路线。需要进一步对话，超越颜色，而是探索碳当量。需要以需求为中心的氢观点来推进人性化能源和需求驱动的议程。当前的氢对话主要集中在供应上，而忽略了氢用户的作用。讨论必须探索触发需求需要什么，特别关注氢基础设施和全球供应链的发展。氢经济可以刺激创造就业机会和经济增长，可能有助于实现 COVID-19 后“共同建设”的雄心。一些国家氢战略强调工作是氢发展的重要驱动力，有机会重新培训现有劳动力和提高新劳动力的技能。将发布一系列详细的创新洞察简报，以帮助为关于这 4 个主题的对话提供信息。我们希望与我们的社区一起，为 2022 年 10 月在圣彼得堡举行的第 25 届世界能源大会上的讨论带来更多见解。人性化能源势在必行人性化能源促进了超越能源领域以供应为中心的主导心态的好处。它可以转变为以客户为中心的观点，这对于更好地预测新的和不断变化的需求模式至关重要。它将领导层的注意力引向“速度”和社会适应力的问题（例如全部成本、可负担性、正义议程）。这是一种重新构建对话并解决当前以人为本的盲点——新用途/需求变化和人类行为在能源系