加速亚太地区的净零转型 ： 工业脱碳的低碳氢

ADBI 工作文件系列加速净零亚洲和世界的过渡太平洋 ： 低碳氢工业脱碳孟媛 ， 刘春英 ，王伯红 ， 商文龙 ，和张浩然No. 14092023 年 7 月亚洲开发银行研究所 孟远是奥尔堡大学规划系助理教授,丹麦。刘春英是管道国家工程实验室的硕士生安全 / 石油工程教育部重点实验室 / 北京市城市石油重点实验室中国石油大学配气技术学院 ， 北京（ PRC ） 。王伯红是国家和地方联合工程研究中心的讲师港口油气储运技术 / 浙江省重点实验室浙江海洋大学石化环境污染控制 ， 舟山 ， 中国。尚文龙是北京市交通工程重点实验室的助理教授 ，北京工业大学城市交通学院与交通学院和运输 ， 北京 ， 中国; 并在交通研究中心 ， 帝国理工学院英国伦敦。张浩然是城市规划学院的助理教授设计 ， 北京大学 ， 深圳 ， 广东 ， 中国。本文表达的观点是作者的观点 ， 不一定反映ADBI 、亚行、其董事会或其所代表的政府的观点或政策。 ADBI不保证本文数据的准确性 ， 不承担任何责任for any consequences of their use. Terminology used may not necessarily be consistent with ADB官方条款。讨论文件在定稿前需经过正式修订和更正考虑出版。工作文件系列是以前命名的讨论文件系列的延续 ；The numbering of the papers continued without interruption or change. ADBI ’ s working papers reflect关于某个主题的初步想法 ， 并发布在网上进行讨论。一些工作文件可能会发展成其他形式的出版物。亚洲开发银行将 “中国 ” 称为中华人民共和国“韩国 ” 即大韩民国。建议引用 ：袁 ， M ， C. Liu ， B. Wang ， W. Shang ， H. Zhang 。 2023 年。加速净零过渡亚洲及太平洋 ： 用于工业脱碳的低碳氢。 ADBI 工作文件 1409 。东京 ： 亚洲开发银行研究所。可用 ： https: / / doi. org / 10.56506 / GHCG4604有关本文的信息 ， 请联系作者。电子邮件 ： mengy @ plan. aau. dk作者感谢所有的研究参与者和亚洲人的支持。开发银行研究所 （ ADBI ） 。亚洲开发银行研究所Kasumigaseki 大楼 ， 8 楼3 - 2 - 5 Kasumigaseki, Chiyoda - ku东京 100 - 6008, 日本电话:Fax:URL:+81-3-3593-5500+81-3-3593-5571www. adbi. org电子邮件 ： info @ adbi. org© 2023 亚洲开发银行研究所 ADBI 工作文件 1409M. Yuan 等人。Abstract氢被认为是难以减少的脱碳的有限选择之一。工业部门。这项工作调查了绿色和蓝色氢的现状和潜力在一些主要的工业部门 ， 包括炼油 ， 化工生产 ， 钢铁production, and high - temperature heat applications. The focus is put on the Asia and the太平洋 （ APAC ） 地区 ， 占全球工业氢需求的一半。的氢市场的现状 ， 低碳氢在工业中的部署行动在国家战略、示范项目和区域氢能方面的部门对亚太地区国家的市场进行了总结和分析。提供了观点支持加快亚太地区工业部门的进一步脱碳低碳氢区域。尽管亚太地区各国在术语上存在差异不同资源对低碳氢生产和应用潜力的影响禀赋、能源结构和产业结构 ， 该地区具有很高的潜力总体而言 ， 尤其是跨境氢贸易的能力。关键字:绿色氢 ， 蓝色氢 ， 工业脱碳 ， 亚太地区 ，可再生能源果冻分类:Q40 ADBI 工作文件 1409M. Yuan 等人。Contents1.2.简介 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1STATUS AND 潜在 OF 工业级 脱碳WITH 低碳 氢 .......................................................................... 32.12.22.32.4滑油 精炼 .................................................................................................... 3Chemical 生产 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4铁 and 钢 生产 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4高温 热度 ................................................................................. 53.4.STATUS OF 氢 市场 IN THE APAC REGION ................................... 5国家 氢 Strategies ON THE 工业级 部门IN 亚太地区 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 74.14.2National 氢气 Strategies of APAC 国家 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7低碳 氢气 项目 for Industrial Purposes in 亚太地区 ... ... ... ... ... ... ... 125.6.氢 市场 IN THE APAC 地区 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14CONCLUSIONS AND 观点 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15REFERENCES ................................................................................................................... 17 ADBI 工作文件 1409M. Yuan 等人。1. INTRODUCTION工业部门脱碳对全球气候行动至关重要。作为最大的能源最终用途部门 ， 工业部门占全球最终总量的 38%能源需求和二氧化碳排放量的 26%2全球能源系统的排放。尽管已经研究了不同脱碳的知识途径 (Johannsen 等人 2023) ， 例如提高能源效率 ，可再生能源集成、工业过程电气化和燃料转换有了氢气和生物质 ， 对工业脱碳的理解仍然是由于行业部门的普遍异质性而不足。在几个有前途的途径 ， 氢是许多脱碳的有限选择之一工业部门 ， 特别是那些需要化学转化的部门 ， 它可能不可能用其他清洁能源脱碳 (Griffiths 等人 ， 2021 年) 。图 1显示了在净零情景下按行业划分的全球氢气需求IEA. As can be seen, hydrogen use today is dominated by industrial applications. The工业对氢的年需求为 51 Mt ， 其中 46 Mt 用于生产化学品 (IEA 2021b). 图 2介绍了全球氢气需求在2020 年的工业。大约四分之三用于氨生产和甲醇的剩余季度。炼钢的直接还原铁 （ DRI ） 工艺剩下的 5 吨。与其他能源部门相比 ， 工业部门可能会受益于以更低的成本减少生物质的使用 (Korberg et al. 2023) 。但它应该是注意到在工业过程中直接使用氢气作为替代燃料从能源效率和能源系统的角度来看 ， 应该避免 ， 除非没有其他选择可用 ， 或者如果其他选择是不可持续的生物质use (Sorkn æ s et al. 2022). Therefore, this paper will exclude the direct use of hydrogen作为其讨论范围内的燃料替代品 ， 而是将重点放在艰难的难以通过其他解决方案减弱的行业 ， 即炼油、化工生产 ， 以及钢铁生产。氢在高温度热量也将被触及 ， 但不会成为焦点。图 1 ： IEA 净零情景下按行业划分的全球氢需求资料来源 ： IEA 2021a 。1 ADBI 工作文件 1409M. Yuan 等人。图 2 ： 2020 年全球工业氢需求份额资料来源 ： IEA 2020 。从传统的基于化石燃料的灰氢向低碳氢的转变是对于实现《巴黎协定》中设定的全球气候目标至关重要。这可以是通过实施基于可再生电力和绿色的绿色氢来追求天然气与碳结合产生的氢和蓝色氢capture, utilization, and storage (CCUS). The market for low - carbon hydrogen is仍处于起步阶段。在当前的工业部门中 ， 总 51 Mt 中只有 0.3 Mt 是提供低碳氢 ， 其余来自灰氢。对低碳氢的生产已经在政策制定者和世界各地的工业。从整个能源系统来看 ， 绿色和蓝色的生产氢不仅有助于减排 ， 还可以提供能源系统其余部门在利用部门协同效应方面的好处。例如 ， 绿色氢有助于整合间歇性可再生能源(RES) 如太阳能和风能在电力部门 ， 和电解槽可以被视为提供灵活性的资产。此外 ， 来自绿色制氢工艺也可用于区域供热系统使热源多样化。蓝色氢的产生与现有的行业 ， 包括石油和天然气行业 ， 这提供了机会考虑到所需的基础设施、技能和工作可以实现公正的能源转型被转移 (Griffiths 等人 ， 2021) 。此外 ， CO2捕获的可以利用作为碳点源自然用于其他应用 ， 如生产通过 Power - to - X 技术提供电子燃料 ， 在现场生产中提高石油采收率 ， 或在食品工业。亚太地区 （ APAC ） 目前占全球的一半工业氢需求 ， 仅中华人民共和国 (PRC) 就承担了33% (17 MtH2) 用于生产氨和甲醇 (IEA 2019a) 。 2017 年 ， 日本宣布了其在多个领域的国家氢气战略 ， 这使其成为第一个世界上建立国家氢框架的国家。继日本之后 ，其他亚太地区国家 ， 包括中国、大韩民国、新西兰和澳大利亚也制定了自己的战略来支持氢气2 ADBI 工作文件 1409M. Yuan 等人。工业。氢的工业应用也涵盖在一些这些亚太地区国家的国家政策。现有文献综述了低碳氢的各种应用和前景全球各部门 ； 然而 ， 亚太地区缺乏全面审查区域 ， 尤其是工业部门。对工业部门的调查是重要的是要了解低碳氢在国家框架中的作用以及亚太地区的跨境贸易。本文通过以下方式为文献做出贡献对技术和政策状况进行全面总结和分析 ，在促进绿色和蓝色氢应用方面的潜力和前景亚太地区国家的工业部门 ， 可以作为决策支持材料为当地的利益相