文莱达鲁萨兰国绿色制氢研究

能源部总理办公室,文莱达鲁萨兰国有来自的支持东盟和东亚经济研究所 文莱达鲁萨兰国绿色制氢研究 东盟和东亚经济研究所（ERIA）中央Senayan II 6楼Jalan Asia Afrika No. 8, Gelora Bung KarnoSenayan, Jakarta Pusat 12710印度尼西亚 ©东盟和东亚经济研究所，2023年ERIA研究项目报告FY2023第12期2023年9月发布 All rights reserved. No part of this publication may be replicated, stored in a retrieval system, or transmitted inany form by any means electronic or mechanical without prior written notice to and permission from ERIA. 在其各自章节中表达的发现，解释，结论和观点完全是作者/他们的观点，并不反映东盟和东亚经济研究所，其理事会，学术咨询委员会的观点和政策，或他们所代表的机构和政府。各章节中的任何内容或引用错误均由作者自行负责。 本出版物中的材料可以自由引用或转载，并附有适当的确认。 前言 文莱达鲁萨兰国以生产石油和天然气而闻名，这些石油和天然气主要出口到邻国以及日本和大韩民国。天然气被定义为过渡燃料，例如目前的煤改气，因此文莱将能够在未来几十年内连续生产和出口天然气。但是，天然气排放二氧化碳(CO2）相当于煤炭的一半，因此在2040年之后，由于该地区变得碳中和，天然气将逐步退出亚洲的能源市场。在这方面，氢现在被强调为天然气等可燃燃料，但没有CO2排放。 有两种类型的氢，蓝氢和绿氢。蓝氢是由化石燃料产生的，如煤和天然气，具有碳捕获和储存以减少CO2排放。另一方面，绿色氢气是通过应用电解技术使用来自可再生能源的电力来生产的，例如太阳能光伏（PV）。文莱拥有丰富的天然气资源，因此可以生产大量的蓝色氢气。然而，该国可再生能源资源有限，只有太阳能光伏可用于通过应用电解技术生产绿色氢气。尽管如此，文莱还是注重绿色区域（热带雨林）的维护，虽然建立太阳能光伏的潜在区域有限，但它们包括没有树木的裸露地面，没有水库，河流和文莱湾的大海。因此，可以预期在该国安装浮动式太阳能光伏。根据太阳能光伏发电系统的发电量，该项目预测了文莱绿色氢气的潜在产量。比较国内外的氢需求，绿色氢生产将不足，因此也需要蓝色氢。氢将成为与天然气类似的战略燃料，本报告提供了有关文莱氢生产政策的想法。 木村茂 东盟和东亚能源事务经济研究所主席特别顾问 Acknowledgements 该报告是由文莱达鲁萨兰国小组和ERIA小组组成的联合工作组编写的。文莱达鲁萨兰国小组由能源部、文莱达鲁萨兰国总理办公室的工作人员组成，他们来自能源过渡司和能源政策与战略司。ERIA团队由ERIA能源部门的研究人员和Chiyoda公司的氢专家组成。我们要感谢工作组成员的出色工作和贡献。 还特别感谢文莱达鲁萨兰国总理府能源部能源利益相关者管理司司长Awang Haji Mohd Zaki bin HajiHassanol As 'Shari先生和能源事务特别顾问木村茂先生对该项目的出色领导。 目录 第2章文莱达鲁萨兰国潜在太阳能光伏产能预测2 第三章文莱潜在绿色制氢预测13达鲁萨兰国第4章文莱达鲁萨兰国的潜在氢需求17第5章绿色制氢的经济影响31第6章结论和建议40 项目成员列表 能源部，总理办公室，文莱达鲁萨兰国团队 Mohammad Izwan bin Haji Tarip，能源部门负责人，过渡部门Awang Haji Mohd Zaki bin Haji Hassanol As 'Shari，能源利益相关者管理部代理总监Izma Rahem Zukhairri bin Abdul Zani，能源利益相关者管理部副主任Nurul Hadinah binti Yahaya，能源转型司穆罕默德·哈斯伯·拉赫曼·本·雅哈亚，能源转型司能源政策和战略司谢赫·穆罕默德·法伊兹·本·谢赫·法迪拉Dk Akmal Zawanah Binti Pg Hj Abd Razak博士，能源利益相关者管理部 ERIA研究团队 Yigeru Kimura，能源事务总统特别顾问，ERIA Alloysius Joko Purwanto，能源经济学家，能源股，ERIACitra Endah Nur Setyawati,能源部门研究助理, ERIA Osamu Ikeda, ChiyodaCorporation宫武士，千代田公司筑田龙二，千代田公司 数字列表 图2.1千叶县山仓浮动太阳能发电站，Japan2 图2.2新加坡的Tengeh浮动太阳能农场3 图2.3马来西亚柔佛州的海上浮动太阳能农场4 图2.4PV候选站点文莱达鲁萨兰国8 图2.5Toyoake浮动超级太阳能发电厂9 图2.6Toyoake FSPV, 2022的运行数据10 图2.7文莱达鲁萨兰国的辐照度水平11 图4.1文莱达鲁萨兰国的估计发电量16氢气共燃- BAU方案 图4.2文莱达鲁萨兰国氢共燃的估计发电量- APS19 图4.3东盟氢燃烧的估计发电量- BAU场景20 图4.4东盟氢燃烧的估计发电量- APS场景20 图4.5东盟对发电共燃的氢需求估计- BAU情景21 图4.6东盟对发电共燃的氢需求估计- APS情景22 图4.7文莱达鲁萨兰国对氢的能源需求三种氢动力燃料电池汽车方案23 图4.8文莱达鲁萨兰国的道路氢需求估计运输部门24 图4.9东盟道路运输部门的氢需求估计- BAU情景25 图4.10东盟道路运输部门估计的氢需求- APS26 图4.11文莱达鲁萨兰国工业部门的氢需求估计-四种情况28 图5.1文莱达鲁萨兰国原油供需分析31 图5.2文莱达鲁萨兰国石油产品的供需32 图5.3文莱达鲁萨兰国天然气供需分析33 图5.4天然气出口与经济增长的关系34 图5.5文莱达鲁萨兰国GDP构成35 图5.6一个国家的简化经济结构36 表列表 表2.1全球FSPV安装的现状和计划5 Table 2.2PV候选站点文莱达鲁萨兰国8 表2.3文莱达鲁萨兰国和Toyoake的气候数据比较10 表2.4Toyoake的容量系数11 表3.1ALK和PEM的比较13 表3.2PV电位和H2文莱达鲁萨兰国的生产14 Table 4.1文莱达鲁萨兰国按行业估算的氢需求-四种情况29 缩写和首字母缩略词列表 GWh吉瓦小时H2氢气哈：INDC预期的国家自主贡献IRENA国际可再生能源机构Ktoe千吨油当量Ktpa每年千吨KW千瓦KWh千瓦时MJ兆焦耳MTMegatonnesMWe兆瓦电力MWh兆瓦时MWp兆瓦峰NDC国家自主贡献NEL国家能源实验室Nm3正常立方米PEM聚合物电解质膜PP发电厂PV光伏RE可再生能源SERIS新加坡太阳能研究所SOEC固体氧化物电解槽步骤国家政策方案TWTerawattUKUnited KingdomUS美国W瓦特 执行摘要 文莱达鲁萨兰国石油和天然气产量丰富，但对于可再生能源，由于阳光充足，只有太阳能光伏（PV）可用。文莱的土地面积在物理上和环境上都受到限制，无法建立太阳能光伏系统，但潜在的区域包括裸露的地面，水库，河流，湖泊和文莱湾。根据这项研究，可在文莱的水库，河流和湖泊中设置总容量为1, 030兆瓦（MW）的浮动太阳能光伏（FSPV）。此外，文莱湾总共有700兆瓦的FSPV可用，使用裸露的地面总共有424兆瓦的太阳能光伏可用。因此，该国太阳能光伏系统的总装机容量估计为2, 154兆瓦。如果我们假设陆基太阳能光伏系统的容量系数为17％，FSPV的容量系数为19％，则太阳能光伏系统的总发电量估计为每年3, 510 GWh。如果我们假设太阳能光伏和FSPV的单位资本成本为每千瓦800美元，则发电成本估计约为每千瓦时0.0624美元。当我们在电解槽设施中使用3, 510GWh来生产氢时，该量估计为。 应用聚合物电解质膜（PEM）技术每年65.7千吨，其制氢效率假定为4.77 kWh / Nm3 - H2。如果我们假设电解槽设施的单位资本成本为每KWe 1, 050美元，则电解槽的总资本成本估计为4.29亿美元，氢气生产成本也估计为每kg - H 4.258美元2. 氢可以像化石燃料一样燃烧，但不会排放二氧化碳，因此氢可以代替石油和天然气的消耗。目前，石油和天然气主要在最终能源消耗部门中消耗，该部门包括工业，运输，住宅和商业以及发电部门。根据这项研究，东南亚国家联盟（ASEAN）地区发电部门的氢需求量预计为7000万吨，公路运输部门为130万吨。 2050年工业部门为1130万吨。到目前为止，氢气尚未用于能源，因此采用了一种情景方法：2030年为10％，2040年为50％，2050年为100％作为天然气发电厂的氢燃烧比，2050年为30％作为FCEV占车辆总库存的比率，并替代了用于热量需求的化石燃料，例如工业部门的锅炉和熔炉。因此，文莱的绿色氢气产量估计为。 每年73.4千吨。另一方面，预计到2050年，包括文莱在内的东盟地区的氢需求将超过每年8000万吨。因此，绿色氢的数量将无法满足氢的需求，因此，具有碳捕获和存储功能的天然气生产的蓝色氢仍将是文莱的重要选择。 太阳能光伏系统的投资金额，主要是FSPV和水电解，估计约为21.52亿美元，与每年约5, 000亿美元的固定资本形成总额相比，是重要的。因此，文莱可以预期这两个设施的运营会产生巨大的经济影响。然而，仍然存在一个更高的绿色氢气生产成本的问题，即3.5 - 5.2美元/千克- H。2根据这项研究。氢气供应成本的全球目标将是1 - 2美元/千克- H2，因此我们需要研究降低氢气供应成本的措施，例如太阳能光伏系统的进一步成本降低和氢气的改进 通过应用电解技术提高生产效率。如果文莱出口500万吨氢气，包括蓝色氢气，这将达到约100亿美元，几乎与文莱2019年的出口价值相同。因此，蓝色氢气的生产对文莱来说是不可或缺的。 此外，文莱将能够从马来西亚砂拉越省获得电力，这些电力将由水力发电厂产生。如果文莱从砂拉越省进口1GW电力，如果我们假设水电的容量系数为40％，文莱每年可以生产约65千吨的绿色氢气。这是意义重大的，从砂拉越省进口电力将是文莱增加绿色氢气生产的非常重要的选择。 第一章导言 氢是一种有前途的燃料和技术，可在2050年或2060年实现碳中和，文莱达鲁萨兰国具有生产蓝色和绿色氢的巨大潜力。蓝氢由天然气产生或作为液化天然气生产过程的副产物。绿色氢气是由电解设施使用可再生能源发电产生的，例如水力发电，地热发电，生物质能，太阳能和风能。然而，文莱由于其地理和气候条件，仅具有太阳能光伏（PV）潜力。 因此，该项目首先调查了文莱的太阳能光伏潜在容量，重点是水面和裸露地面。当我们在土地上进行调查时，我们需要注意森林面积。其次,基于太阳能光伏系统的太阳能光伏潜在容量和假定容量因子,估计太阳能光伏系统的发电量。第三，该项目根据太阳能光伏系统的发电量，参考现有的氢生产效率，如国际可再生能源署(IRENA)，估算氢产量。 该项目还预测了2040年文莱内外的氢需求，包括电力、工业和运输。文莱的出口目标是其他东南亚国家联盟（东盟）国家，如印度尼西亚，马来西亚，菲律宾，新加坡和泰国。如果绿色氢生产不能满足东盟地区的氢需求，文莱将需要生产蓝色氢供应给东盟国家。 此外，该项目还研究了文莱绿色氢业务的经济分析。本研究的重点是石油和天然气的历史生产，太阳能光伏系统和电解槽设施的资本投资估算，资本投资对文莱经济的经济影响，以及清洁氢替代石油和天然气出口的可能性。不仅文莱达鲁萨兰国，而且中东国家，印度和澳大利亚等其他国家也将生产清洁氢气并将其出口到亚洲国家，