发展中国家的绿色氢

公开披露授权公开披露授权公开披露授权公开披露授权绿色氢气发展中国家 本报告由世界银行下属能源部门管理援助计划 (ESMAP) 的工作人员和顾问研究和编写。这项工作由 ESMAP 和世界银行资助。该报告的作者和主要贡献者是 Fernando de Sisternes（ES-MAP 任务组负责人和能源专家）和 Christopher Jackson（ESMAP 顾问）。作者感谢同行评审 Demetrios Papathanasiou（世界银行实践经理）、Rafael Ben（世界银行能源专家）、Peter Mockel（国际金融公司首席行业专家）、Pierre Audinet（世界银行首席能源专家）、Manuel Millan（高级能源专刊-ist, World Bank)、Gabriela Elizondo (世界银行高级能源专家)、Daniel Roberts (CSIRO)、Jenny Hayward (CSIRO)、Chris Munnings (CSIRO) 和 Jenifer Baxter (IMechE)，他们为草稿提供了时间和意见本报告的。作者希望对 Rohit Khanna（ESMAP 实践经理）、Zuzana Dobrotkova（ESMAP 高级能源专家）、Ivan Jaques（ESMAP 高级能源专家）、Sandra Chavez（ESMAP 顾问）和 Elizabeth Minchew（助理）表示感谢国际金融公司运营官），感谢他们在本报告的不同阶段提出的宝贵意见。作者还要感谢 Marjorie Araya（ESMAP 项目助理）、Pauline Chin（ESMAP 高级项目助理）和 Melissa Taylor（ESMAP 项目助理）的宝贵支持，以及 Ashley Young（出版专业人士）、Linda Stringer（ Publications Professionals)、Marcy Gessel (Publications Professionals) 和 Debra Naylor (Naylor Design) 的编辑和设计工作。© 2020 国际复兴开发银行/世界银行 1818 H Street NW, Washington, DC 20433 |美国 202-473-1000 | www.worldbank.org这项工作是世界银行工作人员在外部捐助下的产物。本文中表达的调查结果、解释和结论不一定反映世界银行、其执行董事会或它们所代表的政府的观点。世界银行不保证本文中包含的数据的准确性。本作品中任何地图上显示的边界、颜色、面额和其他信息并不意味着世界银行对任何领土的法律地位或对此类边界的认可或接受作出任何判断。权利和许可本作品中的材料受版权保护。由于世界银行鼓励传播其知识，因此只要注明对本作品的全部出处，就可以出于非商业目的全部或部分复制本作品。有关权利和许可（包括附属权利）的任何疑问，应发送至：世界银行出版物，世界银行集团，1818 H Street NW, Washington, DC 20433, USA；传真：202-522-2625； pubrights@worldbank.org。 ESMAP 希望获得一份以本出版物为来源的出版物的副本或链接，地址为 ESMAP Manager, World Bank, 1818 H Street NW, Washington, DC 20433 USA； esmap@worldbank.org。所有图片均为其来源的专有财产，未经来源书面许可，不得用于任何目的。署名——请按如下方式引用该作品：ESMAP。 2020. 发展中国家的绿色氢。华盛顿特区：世界银行。封面：© Ad Astra Rocket封底：© Geoff Brown/AngloAmerican © CERES POWER ESMAP 使命能源部门管理援助计划 (ESMAP) 是由世界银行管理的全球知识和技术援助计划。 ESMAP 帮助低收入和中等收入国家提高其专业知识和机构能力，以实现减少贫困和经济增长的环境可持续能源解决方案。ESMAP 由澳大利亚、奥地利、加拿大、丹麦、欧盟委员会、芬兰、法国、德国、冰岛、意大利、日本、立陶宛、卢森堡、荷兰、挪威、洛克菲勒基金会、瑞典、瑞士、英国资助，和世界银行。 © 证监会 内容缩略语和首字母缩略词 viii术语表 ix2.1.2.2.2.3.2.4.3.1.燃料电池和电解槽技术的工作原理 283.2.3.3.4.1.4.2.4.3.4.4.4.5.4.6.能源说明性建模的平准化成本：绿色氢气生产和燃料电池系统 555.1.5.2.5.4.5.5.5.6.6.1.6.2.6.3.6.4.6.5.7.1.实施能力和基础设施要求 847.2.7.3.v数字清单ES.1：发展中国家的初级氢和燃料电池应用和生态系统 xvi ES.2：南非氢能太阳能加电池、氢电解和燃料电池系统 xix1.1: 全球氢市场，按生产方法 31.2：绿色氢生成和燃料电池示例：电解槽和社区风场，Shapinsey，英国奥克尼群岛（左）和美国 Bloom Energy 商业部门（右） 62.1: 经合组织研发支出，美元，百万，2001-17 122.2: 世界上最大的电解槽：Norsk Hydro 135 MW 电解槽，挪威格洛姆峡湾 132.3: Siemens-Westinghouse SOFC 装置的生命周期性能，测试结果..................................................................................................................142.4: 世界上最大的电流电解槽 (25 MW)，多晶硅工厂，马来西亚砂拉越 192.5: 用于印度尼西亚关键基础设施的燃料电池 222.6: 印度商业燃料电池安装 243.1: 质子交换膜燃料电池简图 283.2: PEM 和碱性电解槽 30 的简化图3.3: 能源行业对全球氢需求的预测和路线图 313.4: 在德国，电力转化为天然气，风转化为氢 323.5: 英国谢菲尔德正在建设中的电解槽超级工厂 343.6: 燃料电池与风能和太阳能光伏的技术部署曲线 353.7: 2005 年至 2019 年平均燃料电池电效率 363.8: 2019 年 4 月，HyDRA 的美国氢气价格分布 383.9：ITM PEM 电解槽，英国国家物理实验室，2019 年（左）和 Siemens Silyzer 3000，美因茨公园，德国，2019（右）413.10: 固定式 PEM 燃料电池成本 423.11: 主要燃料电池供应商报告的设备成本下降曲线 434.1: 住宅燃料电池系统示例 474.2: Phi Suea 离网房屋，泰国，氢系统 484.3: 氢锅炉部署在英国柯克沃尔的 Shapinsey 学校 494.4：用于电信应用的便携式燃料电池快照：GenCell A5 2019（右），SFC Energy 甲醇燃料电池 2019（中）和 SFC Energy 甲醇燃料电池备用照明系统 2019（剩下） .................................................................................514.5: 公用事业规模的燃料电池解决方案：美国的固体氧化物燃料电池单元 544.6: PEM 燃料电池 1 MW 装置，使用来自马提尼克岛炼油厂的过量氢气，2019 564.7：绿色氢基电力的能源平准化成本说明，三种情景下的建模，$/MWh 565.1：加州每月燃料电池电动汽车市场，2014 年 1 月至 2019 年 12 月（出售和出租单位数量） 645.2: 过去和现在的燃料电池客车示例，1993 年（左）和 2014 年（右） 645.3: 燃料电池电动巴士的成本下降，使用巴拉德动力系统数据 665.4: 中国武汉的燃料电池公交车加油 665.5: 当前的燃料电池卡车概念 685.6：绿色氢燃料加注，利用屋顶光伏发电现场制氢：2012 年，德国弗莱堡（左）和加利福尼亚州埃默里维尔，2011 年（正确的） .............................................................................................................................715.7: 加氢站配置示例（非现场生产） 715.8: 氢气叉车加油736.1: 印度一家炼铁厂的电解槽 766.2: HYBRIT 概念图 776.3: 世界上第一个风转氨项目 786.4: Sunfire 在德国用氢合成绿色燃料 80发展中国家的绿色氢六 7.1: 中国加氢用氢气压缩机：张界口汽车站压缩机（左）和宗山大洋加氢站压缩机（右）857.2：为检测、保护和缓解氢气泄漏而安装的安全措施：Kirkwall Harbour 氢气罐排气管（左）、Kirkwall Harbor PEM 燃料电池气体泄漏监测传感器（中）和存储在防爆墙覆盖区域的 Shapinsey School 加压氢气罐, 户外带红外线相机 ............................................................887.3：Shapinsey 的 PEM 电解槽警告系统配置：PEM 电解装置红外摄像机和警告警报，Shapinsey，奥克尼群岛，英国（左）和 Shapinsey PEM 电解槽非静态混凝土和氢气通风轴...............................................................................................................................................................887.4：Shapinsey 渡轮氢拖车和海上安全措施：奥克尼岛氢拖车（左）；前往英国沙平西的奥克尼渡轮（右上）；和氢气拖车消防站（底部正确的）................................................................................................................................................................................................897.5: 加压储氢拖车 947.6: 液态有机氢载体溶液运行中，美国田纳西州 96箱子清单ES.1：氢基础 xxii2.1: 法属圭亚那的混合储能系统 182.2: 泰国平衡风能：东南亚首个兆瓦级储能项目 212.3: 非洲氢能经济的战略愿景 232.4: 印度的燃料电池巴士 254.1: 在印度尼西亚的电信行业取代柴油 504.2: 为南非的学校供电 524.3: 绿色储氢和电池 555.1: 燃料电池与电池电动汽车 605.2: 中国的氢能流动性 635.3: 哥斯达黎加使用中美洲第一辆燃料电池巴士 65 实现清洁交通5.4: 氢气用于智利的采矿机动作业 695.5: 新加坡实马高岛的能源储存和绿色氢燃料加注 727.1：发展中国家绿色氢的运营和维护挑战 91表列表BES.1.1：常用燃料的能源含量和能源价格比较 xxii3.1: 2019 年全球电解槽（PEM 和碱性）的估计制造能力 333.2: 2019 年所有技术的燃料电池全球制造能力估计值 373.3: 蒸汽甲烷重整和煤气化制氢的生产成本估算（不包括运输和储存费用） 383.4: 通过水电解产生氢气的成本估算 403.5电解槽资本支出估算样本 413.6: 主要燃料电池技